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標(biāo)題: 超低功耗王者歸來(lái)—NUCLEO-L073RZ評(píng)測(cè) [打印本頁(yè)]

作者: 51hei大小 時(shí)間: 2016-6-17 17:50
標(biāo)題: 超低功耗王者歸來(lái)—NUCLEO-L073RZ評(píng)測(cè)

2016年，ST似乎攢足了勁，準(zhǔn)備大干一場(chǎng)。

官方主頁(yè)對(duì)STM32 Open Development Environment進(jìn)行了推介，也就是所謂的STM32 ODE。STM32 ODE是一個(gè)易用、靈活、可負(fù)擔(dān)的整體平臺(tái)，基于STM32 MCU家族系列產(chǎn)品，結(jié)合最新的ST官方擴(kuò)展板，可用于快速搭建產(chǎn)品原型并迅速轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品。另一方面，ST對(duì)超低功耗產(chǎn)品L0系列進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，STM32 L0系列經(jīng)精心設(shè)計(jì)，在低功耗方面達(dá)到了一個(gè)新的水準(zhǔn)。

NUCLEO-L073RZ是官方推出的最新的基于CORTEX-M0+的評(píng)估板。

一、開(kāi)箱

NUCLEO-L073RZ是NUCLEO 64中的最新產(chǎn)品。ST對(duì)NUCLEO產(chǎn)品重新劃分了系列，新的NUCLEO系列包含了NUCLEO32、NUCLEO64及NUCLEO144。

NUCLEO32小巧玲瓏，使用32PIN MCU作為主控。

NUCLEO 144就是個(gè)龐然大物，性能強(qiáng)勁，尺寸有點(diǎn)嚇人。

NUCLEO64就是原來(lái)的NUCLEO板，在性能和尺寸方面算是一個(gè)平衡吧。

后面是ST官方的小筆記本

開(kāi)發(fā)板包裝正、反面圖，包裝盒使用一體成型塑封

UNO、MORPHO接口

USB供電、ST-LINK/V2-1

總體而言，NUCLEO64沿襲以前的NUCLEO包裝，沒(méi)有大的改動(dòng)。

最后來(lái)張MCU特寫

二、認(rèn)識(shí)NUCLEO-L073RZ

NUCLEO-L073RZ基于NUCLEO 64公版PCB設(shè)計(jì)，可以方便的更換ST的其它64PIN MCU。

主要特性

l LQFP64 STM32-L073RZT6 MCU

l 兩種類型擴(kuò)展接口：ARDUINO UNO擴(kuò)展接口；STM32 MORPHO擴(kuò)展接口

l 支持MBED開(kāi)發(fā)

l 板載ST-LINK/V2-1調(diào)試/編程器

l 靈活的供電方式選擇

l 板載3個(gè)LED燈，LD1、LD3指示工作狀態(tài)，LD2為用戶可編程LED燈

l 兩個(gè)按鈕，復(fù)位及用戶可編程按鈕

l USB重枚舉能力，支持VCP，MSD，DEBUG功能

l 大量IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境支持

分離式PCB設(shè)計(jì)

NUCLEO開(kāi)發(fā)板使用分離式PCB設(shè)計(jì)，整個(gè)開(kāi)發(fā)板由兩部分組成：ST-LINK/V2-1及核心板。二者出廠時(shí)是一個(gè)整體，ST-LINK/V2-1可以用來(lái)給整個(gè)開(kāi)發(fā)板供電，同時(shí)兼有調(diào)試/下載功能及UART通信功能。如果需要，完全可以將ST-LINK/V2-1和核心板分離。不過(guò)這樣的話，就需要對(duì)核心板另行供電。當(dāng)然分離后的ST-LINK/V2-1也可以作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)試/編程器使用。

這種設(shè)計(jì)非常方便。

功能框圖

NUCLEO 64整體功能框圖，從上面也可以看出分離式PCB設(shè)計(jì)的影子。

板載部件標(biāo)注圖

擴(kuò)展接口

NUCLEO開(kāi)發(fā)板上提供兩種類型的接口：ARDUINO UNO接口及ST MORPHO接口。

鑒于ARDUINO起步較早，市面上專門為ARDUINO設(shè)計(jì)的各種外設(shè)及擴(kuò)展板非常豐富，為了更好的與這些現(xiàn)有的設(shè)備兼容，NUCLEO板很貼心的提供了ARDUINO兼容接口。圖中標(biāo)注為紫色的接口就是ARDUINO兼容接口。如果你是一個(gè)ARDUINO的愛(ài)好者，手頭一定有不少的ARDUINO模塊，在體驗(yàn)NUCLEO開(kāi)發(fā)板時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫遷移。

另外一種接口稱之為MORPHO接口，NUCLEO將MCU的所有可用PIN均引出，以排針或排母的形式引出，供用戶自定義連接外設(shè)之用。

ST-LINK/V2-1

ST-LINK/V2-1也算是NUCLEO開(kāi)發(fā)板的一大特色了。早前的DISCO板一般只支持ST-LINK/V2，不過(guò)新版的NUCLEO及DISCO板都使用的ST-LINK/V2-1接口。和ST-LINK/V2相比較，ST-LINK/V2-1的新特性如下：

l 支持USB軟件重新枚舉功能

l 支持VCP功能

l MSD設(shè)備支持

l 能提供大于100MA以上的大電流請(qǐng)求

不過(guò)ST-LINK/V2-1也有一些局限，一是沒(méi)有引出SWIM接口，其次ST-LINK/V2-1要求最低工作電壓為3V。

ST-LINK/V2-1可以直接用來(lái)調(diào)試/下載代碼，作為NUCLEO的一部分，無(wú)需三方調(diào)試器。前面也提到過(guò)，ST-LINK/V2-1完全可以分離出來(lái)，作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)試/下載器。

三、低功耗

作為STM32最新的低功耗產(chǎn)品，NUCLEO-L073RZ可謂集萬(wàn)千寵愛(ài)與一身！ST最新的技術(shù)，特別是超低功耗方面的技術(shù)，在這塊板子上都能找到影子。

MSI時(shí)鐘

MSI是Multispeed internal RC oscillator的縮寫，它能提供7種不同的時(shí)鐘，其范圍如下：65.536 kHz, 131.072kHz, 262.144 kHz, 524.288 kHz, 1.048 MHz, 2.097 MHz (default value) and 4.194 MHz。MSI可以直接選擇為系統(tǒng)主系統(tǒng)時(shí)鐘，也可以作為PLL源，經(jīng)倍頻后選擇作為系統(tǒng)的主系統(tǒng)時(shí)鐘。這樣，系統(tǒng)的工作時(shí)鐘選擇范圍更廣，從而為低功耗提供更多的選擇。

低功耗模式

l 低功耗運(yùn)行模式運(yùn)行模式也能低功耗，在這種模式下，電壓調(diào)節(jié)器可配置為低功耗模式，不過(guò)要求系統(tǒng)主頻不能超過(guò)MSI的RANG1值。

l 低功耗睡眠模式該模式只能從低功耗運(yùn)行模式進(jìn)入，進(jìn)入低功耗睡眠模式后，可以通過(guò)事件或中斷喚醒，喚醒后繼續(xù)進(jìn)入低功耗運(yùn)行模式。

l 睡眠模式 CPU停止運(yùn)行，外設(shè)正常工作，可以通過(guò)事件或中斷喚醒CPU

l 停機(jī)模式在停機(jī)模式下，所有的內(nèi)核域時(shí)鐘都被停止，SRAM及寄存器內(nèi)容被保留。

l 待機(jī)模式該模式直接關(guān)斷內(nèi)核電源，這樣，整個(gè)內(nèi)核實(shí)際處理斷電狀態(tài)。SRAM及寄存器內(nèi)容會(huì)丟失。

實(shí)測(cè)

測(cè)試使用萬(wàn)用表，將VC86E串聯(lián)到電路中，讀取不同模式下的電流值。

測(cè)試用萬(wàn)用表

SLEEP模式

SLEEP模式前后電流值比較

STOP模式

STOP模式下前后電流值比較，官方給出的參考值為0.43UA，可以看到測(cè)量值與官方宣稱值非常接近

STANDBY模式（WITH RTC）

STANDBY模式前后值比較，官方給出的參考值為0.86UA，有一定的差距，不過(guò)在可接受的范圍之內(nèi)。

通過(guò)上面幾組實(shí)測(cè)到的值，可以看到NUCLEO-L073RZ的低功耗確實(shí)表現(xiàn)非常突出。測(cè)量值與官方給出的參考值基本非常接近。

四、結(jié)論

STM32 L0系列產(chǎn)品基于CORTEX-M0+內(nèi)核，CORTEX-M0+是CORTEX-M0的升級(jí)版，ST為之注入了很多新的技術(shù)，如將三級(jí)流水線更改為二級(jí)流水線；進(jìn)一步減少門電路數(shù)量，MSI的靈活配置等等。這些都為CORTEX-M0+的低功耗打下的堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得CORTEX-M0+在低功耗尤其是超低功耗方面表現(xiàn)尤為突出，是真正的超低功耗王者！

然而ST并未止步如此，NUCLEO-L073RZ中還有其它值得我們關(guān)注的地方，比如LPTIM、LPUART等外設(shè)的引入，為低功耗注入了新的元素。這些低功耗外設(shè)與內(nèi)核協(xié)同工作，使得NUCLEO-L073RZ更是如虎添翼。

低功耗王者歸來(lái)，實(shí)至名歸！

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