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[STM32L4]

ST评测+STM32L432KU Nucleo-32

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楼主
这是最后一篇关于ST的测评贴,上一篇是介绍STM32G4系列(链接:https://bbs.21ic.com/icview-3069228-1-1.html),今天还是介绍不常用的STM32L4系列(低功耗场景用的比较多),感谢小跑堂赠予的开发板,我在网上找资料的过程中,也借鉴他人的测评贴,能够明显感谢到他们强大的专业素质和帖子的谋篇布局。我必须要承认,自己在知识储备上无法相提并论。这样提醒着我学无止境,终身学习的必要性。
1.先看看这款开发板的实物图


开发板的顶部是一个按键和两个LED。这个按键并不是用户按键,而是手动复位按键。因为Nucleo-32开发板空间很小,所以没有预留用户按键。自带的例程都是通过一个短路帽接地来充当用户按键。两个LED,左边的绿色LED3是用户LED,它连接到PB3上,而右边的红色LED2是5V的电源指示灯。

LED3下面是U3(LD39050PU33R),这是一个5V转3.3V的LDO,在之前的**中有对它进行详细的介绍(链接:https://bbs.21ic.com/icview-3068974-1-1.html),用于给MCU供电。输出的3.3V先经过JP1,然后才会到MCU,这样就可以通过JP1测量MCU的电流。但是受体积的限制,使用了不常用的1.27mm的QFN封装,一是难以接线,容易短接,再就是容易损坏。如果可以改成板载功耗测量电路,实时分析代码和功耗的关系,就很方便(目前好像就STM32L476VG-DISCO开发板有这个功能)。U3下面就是开发板的核心:STM32L432KCU6,与其他Nucleo开发板不同,这款开发板使用的是QFN32封装,当然也预留了LQFP32封装的焊盘,其他的Nucleo-32开发板就是使用LQFP32封装的。不同的封装只是大小区别,功能是一样的。STM32L432KC Nucleo-32de 时钟使用了32K晶振,因为GPIO少,所以取消了OSC,只有OSC32,这样也有利于低功耗。这个32K的晶振在其他Nucleo-32开发板是不焊接的。

MCU下面的是U1(ST890CDR),这是一个高侧控制的功率开关,最大允许电流是1.2A,可以通过电阻调节输出电流,计算公式是Im=1.24*1110/R;原理图中R=R7=2.7K,因此最大允许的电流是0.510A。U1的使能端上有上拉电阻,在ST-LINK不工作的情况下,U1将不导通,这样U5V将不会供给U5V_ST_LINK,也就是说不能用移动电源供电。

最下面的就是ST-LINK的USB接口,在Nucleo-32上终于将miniUSB改成了更通用的MicroUSB,这样就可以和手机共用数据线了。MicroUSB上方的T1(9013)是一个NPN型三极管,用来控制DP信号线上的上拉电阻,实现不拔出USB而自动断开和连接设备的功能(比如ST-LINK的固件升级)。CN1是没有安装的5pin接口,可以用来给ST-LINK的MCU第一次写入程序。LD1是一个双色LED,它指示ST-LINK的状态,这都是ST-LINK的标准配置。
看完了上面,再看反面的电路,左上角的D3(STPS2L30A)、D4(BAT60JFILM)是两个二极管,用来隔离E5V和U5V_ST_LINK两路5V电源。D3和D4都是肖特基二极管,正向压降约0.3V,额定最大电流分别是1A和2A。U6(LD1117S50TR)是一个三端稳压器,用来将外部的VIN转为E5V信号。U6的最大输入电压是15V。反面中间是ST-LINK的主芯片:STM32F103C8T6,这也是比较常用的下载器芯片。

最后来看一下STM32L432KC Nucleo-32 开发板上的对外接口,因为Nucleo-32的体积小,所以它采用Arduino Nano的接口标准,开发板的接口完全兼容Arduino Nano,无论是引脚数量、功能、顺序都是完全相同的,这样就可以使用很多Arduino的资源。
2.STM32L4的官网概述:
STM32L432xx设备是基于高性能ARM Cortex-M4 32位RISC内核,高达80MHz的工作频率超低功耗微控制器。在Cortex-M4内核具有浮点单元(FPU)单精度,它支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型。它还实现一个完整的DSP指令集和增强应用程序安全性存储器保护单元(MPU)。STM32L432设备中嵌入的高速存储器(闪存高达256KB,64KB SRAM),1个四路SPI闪存接口和连接到两个APB总线,2个AHB总线和1个广泛的范围内增强I/O和外设32位多AHB总线矩阵。主要特征:
  • 1.71~3.6V电源范围;
  • -40~85/105/125度温度范围;
  • 8nA的关断模式(2个唤醒引脚);
  • 28nA的待机模式(2唤醒引脚);
  • 280nA的待机模式,RTC;
  • 1.0微安停止2模式,1,28微安停止2 RTC;
  • 84微安/MHz的运行模式;
  • 4微妙从停止模式唤醒;
  • 内置低功耗32KHz RC(误差正负5%);
  • 内部多速100KHz至48MHz振荡器,自动修剪由LSE
  • 内部48MHz的时钟修复;
  • 64KB SRAM,其中包括16KB硬件校准;
  • 1x12位ADC,2x12位DAC,低功耗采样保持;

总结:STM32L4系列,最大的特点是低功耗,而之前参加电赛使用TI的MSP432也同样是一个超低功耗的M4内核芯片。下面我们看一看MSP432P401R的功耗特性:
  • Active:90uA/MHz;
  • Low-Frequency Active:90uA(at 128KHz);
  • LPM3(With RTC):850nA;
  • LPM3.5(With RTC):800nA;
  • LPM4.5:25nA;
从中可以看到L432略胜一筹。
我们还是先进行硬件电路分析,然后在做其他测试。
将官网给的例程下载到开发板中,可以看到LD3闪烁亮灭。

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沙发
yangjiaxu| | 2021-2-19 10:44 | 只看该作者
讲的 好详细 L4系列还是很强大的 低功耗不说,效率还很高

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