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uPSD33XX
uPSD33XX (Turbo Series)
Fast 8032 MCU with Programmable Logic
PRELIMINARY DATA
FEATURES SUMMARY
FAST 8-BIT TURBO 8032 MCU, 40MHz
– Advanced core, 4-clocks per instruction
– 10 MIPs peak performance at 40MHz (5V)
– JTAG Debug and In-System
Programming
– Branch Cache & 6 instruction Prefetch
Queue
– Dual XDATA pointers with auto incr & decr
– Compatible with 3rd party 8051 tools
DUAL FLASH MEMORIES WITH MEMORY
MANAGEMENT
– Place either memory into 8032 program
address space or data address space
– READ-while-WRITE operation for In-
Application Programming and EEPROM
emulation
– Single voltage program and erase
– 100K guaranteed erase cycles, 15-year
retention
CLOCK, RESET, AND SUPPLY
MANAGEMENT
– SRAM is Battery Backup capable
– Flexible 8-level CPU clock divider register
– Normal, Idle, and Power Down Modes
– Power-on and Low Voltage reset
supervisor
– Programmable Watchdog Timer
PROGRAMMABLE LOGIC, GENERAL
PURPOSE
– 16 macrocells
– Create shifters, state machines, chip-
selects, glue-logic to keypads, panels,
LCDs, others
COMMUNICATION INTERFACES
– I2C Master/Slave controller, 833KHz
– SPI Master controller, 1MHz
– Two UARTs with independent baud rate
– IrDA protocol support up to 115K baud
– Up to 46 I/O, 5V tolerant on 3.3V
uPSD33XXV
Figure 1. Packages
TQFP52 (T)
52-lead, Thin,
Quad, Flat
TQFP80 (U)
80-lead, Thin,
Quad, Flat
A/D CONVERTER
– Eight Channels, 10-bit resolution, 8µs
TIMERS AND INTERRUPTS
– Three 8032 standard 16-bit timers
– Programmable Counter Array (PCA), six
16-bit modules for PWM, CAPCOM, and
timers
– 8/10/16-bit PWM operation
– 11 Interrupt sources with two external
interrupt pins
OPERATING VOLTAGE SOURCE (±10%)
– 5V devices use both 5.0V and 3.3V
sources
– 3.3V devices use only 3.3V source
May 2004
1/228
This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to change without notice.

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uPSD33XX
Table 1. Device Summary
Part Number
1st
Flash
(bytes)
uPSD3312D-40T6 64K
uPSD3312DV-40T6 64K
uPSD3333D-40T6 128K
uPSD3333DV-40T6 128K
uPSD3333D-40U6 128K
uPSD3333DV-40U6 128K
uPSD3334D-40U6 256K
uPSD3334DV-40U6 256K
uPSD3354D-40T6 256K
uPSD3354DV-40T6 256K
uPSD3354D-40U6 256K
uPSD3354DV-40U6 256K
2nd
Flash
16K
16K
32K
32K
32K
32K
32K
32K
32K
32K
32K
32K
SRAM
2K
2K
8K
8K
8K
8K
8K
8K
32K
32K
32K
32K
GPIO
37
37
37
37
46
46
46
46
37
37
46
46
8032
Bus
No
No
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
No
No
Yes
Yes
VCC
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
3.3V
VDD
Pkg.
Temp.
5.0V
3.3V
5.0V
3.3V
5.0V
3.3V
5.0V
3.3V
5.0V
3.3V
5.0V
3.3V
TQFP52 –40°C to 85°C
TQFP52 –40°C to 85°C
TQFP52 –40°C to 85°C
TQFP52 –40°C to 85°C
TQFP80 –40°C to 85°C
TQFP80 –40°C to 85°C
TQFP80 –40°C to 85°C
TQFP80 –40°C to 85°C
TQFP52 –40°C to 85°C
TQFP52 –40°C to 85°C
TQFP80 –40°C to 85°C
TQFP80 –40°C to 85°C
2/228

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uPSD33XX
TABLE OF CONTENTS
FEATURES SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
SUMMARY DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
PIN DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
uPSD33XX HARDWARE DESCRIPTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
MEMORY ORGANIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Internal Memory (MCU Module, Standard 8032 Memory: DATA, IDATA, SFR) . . . . . . . . . . . . 16
External Memory (PSD Module: Program memory, Data memory). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8032 MCU CORE PERFORMANCE ENHANCEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Pre-Fetch Queue (PFQ) and Branch Cache (BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
PFQ Example, Multi-cycle Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Aggregate Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
MCU MODULE DISCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
8032 MCU REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Stack Pointer (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Data Pointer (DPTR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Program Counter (PC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Accumulator (ACC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
B Register (B). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
General Purpose Registers (R0 - R7). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Program Status Word (PSW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
SPECIAL FUNCTION REGISTERS (SFR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8032 ADDRESSING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Register Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Direct Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Register Indirect Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Immediate Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
External Direct Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
External Indirect Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Indexed Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Relative Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Absolute Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Long Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Bit Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
uPSD33XX INSTRUCTION SET SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3/228

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uPSD33XX
DUAL DATA POINTERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Data Pointer Control Register, DPTC (85h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Data Pointer Mode Register, DPTM (86h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
DEBUG UNIT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
INTERRUPT SYSTEM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Individual Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
MCU CLOCK GENERATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
MCU_CLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
PERIPH_CLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
POWER SAVING MODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Power-down Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Reduced Frequency Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
OSCILLATOR AND EXTERNAL COMPONENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
I/O PORTS of MCU MODULE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
MCU Port Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
MCU BUS INTERFACE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Bus Read Cycles (PSEN or RD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Bus Write Cycles (WR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Controlling the PFQ and BC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
SUPERVISORY FUNCTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
External Reset Input Pin, RESET_IN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Low VCC Voltage Detect, LVD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Power-up Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
JTAG Debug Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Watchdog Timer, WDT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
STANDARD 8032 TIMER/COUNTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Standard Timer SFRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Clock Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
SFR, TCON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
SFR, TMOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Timer 0 and Timer 1 Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Timer 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
SERIAL UART INTERFACES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
UART Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
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uPSD33XX
Serial Port Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
UART Baud Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
More About UART Mode 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
More About UART Mode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
More About UART Modes 2 and 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
IrDA INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Pulse Width Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
I2C INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
I2C Interface Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Communication Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Bus Arbitration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Clock Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
General Call Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Serial I/O Engine (SIOE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
I2C Interface Control Register (S1CON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
I2C Interface Status Register (S1STA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
I2C Data Shift Register (S1DAT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
I2C Address Register (S1ADR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
I2C START Sample Setting (S1SETUP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
I2C Operating Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
SPI (SYNCHRONOUS PERIPHERAL INTERFACE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
SPI Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
SPI Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Slave Select Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Receive Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTOR (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Port 1 ADC Channel Selects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
PROGRAMMABLE COUNTER ARRAY (PCA) WITH PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
PCA Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
PCA Clock Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Operation of TCM Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Capture Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Timer Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Toggle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
PWM Mode - (X8), Fixed Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
PWM Mode - (X8), Programmable Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
PWM Mode - Fixed Frequency, 16-bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
PWM Mode - Fixed Frequency, 10-bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
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