2016年,st似乎攒足了劲,准备大干一场。
官方主页对stm32 open development environment进行了推介,也就是所谓的stm32 ode。stm32 ode是一个易用、灵活、可负担的整体平台,基于stm32 mcu家族系列产品,结合最新的st官方扩展板,可用于快速搭建产品原型并迅速转换为产品。另一方面,st对超低功耗产品l0系列进行了重点介绍,stm32 l0系列经精心设计,在低功耗方面达到了一个新的水准。
nucleo-l073rz是官方推出的最新的基于cortex-m0+的评估板。
一、开箱
nucleo-l073rz是nucleo 64中的最新产品。st对nucleo产品重新划分了系列,新的nucleo系列包含了nucleo32、nucleo64及nucleo144。
nucleo32小巧玲珑,使用32pin mcu作为主控。
nucleo 144就是个庞然大物,性能强劲,尺寸有点吓人。
nucleo64就是原来的nucleo板,在性能和尺寸方面算是一个平衡吧。
开发板包装正、反面图,包装盒使用一体成型塑封
uno、morpho接口
usb供电、st-link/v2-1
总体而言,nucleo64沿袭以前的nucleo包装,没有大的改动。
二、认识nucleo-l073rz
nucleo-l073rz基于nucleo 64公版pcb设计,可以方便的更换st的其它64pin mcu。主要特性包括:
lqfp64 stm32-l073rzt6 mcu
两种类型扩展接口:arduino uno扩展接口;stm32 morpho扩展接口
支持mbed开发
板载st-link/v2-1调试/编程器
灵活的供电方式选择
板载3个led灯,ld1、ld3指示工作状态,ld2为用户可编程led灯
两个按钮,复位及用户可编程按钮
usb重枚举能力,支持vcp,msd,debug功能
大量ide开发环境支持
分离式pcb设计
nucleo开发板使用分离式pcb设计,整个开发板由两部分组成:st-link/v2-1及核心板。二者出厂时是一个整体,st-link/v2-1可以用来给整个开发板供电,同时兼有调试/下载功能及uart通信功能。如果需要,完全可以将st-link/v2-1和核心板分离。不过这样的话,就需要对核心板另行供电。当然分离后的st-link/v2-1也可以作为一个独立的调试/编程器使用。
这种设计非常方便。
功能框图
nucleo 64整体功能框图,从上面也可以看出分离式pcb设计的影子。
板载部件标注图
扩展接口
nucleo开发板上提供两种类型的接口:arduino uno接口及st morpho接口。
鉴于arduino起步较早,市面上专门为arduino设计的各种外设及扩展板非常丰富,为了更好的与这些现有的设备兼容,nucleo板很贴心的提供了arduino兼容接口。图中标注为紫色的接口就是arduino兼容接口。如果你是一个arduino的爱好者,手头一定有不少的arduino模块,在体验nucleo开发板时,可以实现无缝迁移。
另外一种接口称之为morpho接口,nucleo将mcu的所有可用pin均引出,以排针或排母的形式引出,供用户自定义连接外设之用。
st-link/v2-1
st-link/v2-1也算是nucleo开发板的一大特色了。早前的disco板一般只支持st-link/v2,不过新版的nucleo及disco板都使用的st-link/v2-1接口。和st-link/v2相比较,st-link/v2-1的新特性如下:
支持usb软件重新枚举功能
支持vcp功能
msd设备支持
能提供大于100ma以上的大电流请求
不过st-link/v2-1也有一些局限,一是没有引出swim接口,其次st-link/v2-1要求最低工作电压为3v。
st-link/v2-1可以直接用来调试/下载代码,作为nucleo的一部分,无需三方调试器。前面也提到过,st-link/v2-1完全可以分离出来,作为一个独立的调试/下载器。
三、低功耗
作为stm32最新的低功耗产品,nucleo-l073rz可谓集万千宠爱与一身!st最新的技术,特别是超低功耗方面的技术,在这块板子上都能找到影子。
msi时钟
msi是multispeed internal rc oscillator的缩写,它能提供7种不同的时钟,其范围如下:65.536 khz, 131.072khz, 262.144 khz, 524.288 khz, 1.048 mhz, 2.097 mhz (default value) and 4.194 mhz。msi可以直接选择为系统主系统时钟,也可以作为pll源,经倍频后选择作为系统的主系统时钟。这样,系统的工作时钟选择范围更广,从而为低功耗提供更多的选择。
低功耗模式
低功耗运行模式 运行模式也能低功耗,在这种模式下,电压调节器可配置为低功耗模式,不过要求系统主频不能超过msi的rang1值。
低功耗睡眠模式 该模式只能从低功耗运行模式进入,进入低功耗睡眠模式后,可以通过事件或中断唤醒,唤醒后继续进入低功耗运行模式。
睡眠模式 cpu停止运行,外设正常工作,可以通过事件或中断唤醒cpu
停机模式 在停机模式下,所有的内核域时钟都被停止,sram及寄存器内容被保留。
待机模式 该模式直接关断内核电源,这样,整个内核实际处理断电状态。sram及寄存器内容会丢失。
实测
测试使用万用表,将vc86e串联到电路中,读取不同模式下的电流值。
sleep模式
sleep模式前后电流值比较
stop模式
stop模式下前后电流值比较,官方给出的参考值为0.43ua,可以看到测量值与官方宣称值非常接近
standby模式(with rtc)
standby模式前后值比较,官方给出的参考值为0.86ua,有一定的差距,不过在可接受的范围之内。
通过上面几组实测到的值,可以看到nucleo-l073rz的低功耗确实表现非常突出。测量值与官方给出的参考值基本非常接近。
四、结论
stm32 l0系列产品基于cortex-m0+内核,cortex-m0+是cortex-m0的升级版,st为之注入了很多新的技术,如将三级流水线更改为二级流水线;进一步减少门电路数量,msi的灵活配置等等。这些都为cortex-m0+的低功耗打下的坚实的基础,使得cortex-m0+在低功耗尤其是超低功耗方面表现尤为突出,是真正的超低功耗王者!
然而st并未止步如此,nucleo-l073rz中还有其它值得我们关注的地方,比如lptim、lpuart等外设的引入,为低功耗注入了新的元素。这些低功耗外设与内核协同工作,使得nucleo-l073rz更是如虎添翼。
低功耗之王,实至名归!
stm32/stm8
意法半导体/st/stm
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