march 2011 doc id 17884 rev 3 1/60 60 stmpe1801 xpander logic? 18-bit enhanced port expand er with keypad controller features 18 gpios configurable as gpi, gpo, keypad matrix, special key or dedicated key function operating voltage: 1.65 - 3.6 v hardware keypad controller (kpc) (10 x 8 matrix with 4 optional dedicated keys maximum) keypad controller capable of detecting keypress in hibernation mode interrupt output (open drain) pin advanced power management system ultra-low standby mode current programmable pull-up resistors for all gpio pins esd performance on gpio pins: ? 8 kv human body model (jesd22 a114-c) esd performance on v cc , gnd, int b , r stb , scl, sda pins: ? 3 kv human body model (jesd22 a114-c) description the stmpe1801 is a gpio (general purpose input/output) port expander capable of interfacing a main digital asic via the two-line bidirectional bus (i 2 c). a separate gpio expander ic is often used in mobile multimed ia platforms to resolve the problem of the limited number of gpios typically available on digital engines. the stmpe1801 offers high flexibility, as each i/o can be configured as input, output, special key, keypad matrix or dedicated key function. this device is designed to include very low quiescent current, and a wakeup feature for each i/o, to optimize the power consumption of the device. potential applications for the stmpe1801 include portable media players, game consoles, mobile and smart phones. flip-chip csp 25 (2.03 x 2.03 mm) table 1. device summary order code package packaging STMPE1801BJR flip-chip csp 25 (2.03 x 2.03 mm) 0.4 mm pitch tape and reel www.st.com
contents stmpe1801 2/60 doc id 17884 rev 3 contents 1 block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 pin settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.3 gpio pin functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.1 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.2 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4 electrical specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4.1 dc electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4.2 input/output dc electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 5 register address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 6 i2c specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.1 i2c related pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.2 i2c addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.3 start condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.4 stop condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.5 acknowledge bit (ack) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.6 data input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.7 memory addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.8 operation modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 6.9 general call address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 7 system controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 7.1 system level registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 7.2 states of operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . auto-hibernate 20 7.2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . keypress detect in the hibernate mode 21
stmpe1801 contents doc id 17884 rev 3 3/60 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . clocking system 22 8.0.1 clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 8.0.2 power mode programming sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 9 interrupt system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 9.1 interrupt system register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 9.2 interrupt latency for the gpio hot keys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 9.3 programming sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 10 gpio controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 10.1 gpio control registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 10.1.1 bit description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 10.2 hotkey feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 10.2.1 programming sequence for hotkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 10.2.2 minimum pulse width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 11 keypad controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 11.1 keypad configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 11.2 keypad controller registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 11.3 data registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 11.4 keypad combination key registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 11.5 using the keypad controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 11.5.1 ghost key handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 11.5.2 key detection priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 11.5.3 keypad wakeup from hibernate mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 11.5.4 keypad controller combination key interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 12 miscellaneous features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 12.1 reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 13 package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 14 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
block diagram stmpe1801 4/60 doc id 17884 rev 3 1 block diagram figure 1. stmpe1801 block diagram + e y p a d c o n t r o l l e r - a i n & |