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本帖最后由 netlhx 于 2016-3-21 20:06 编辑 4 g1 t# P6 \' b. F; n8 i 超低功耗王者归来—NUCLEO-L073RZ评测 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。 
后面是ST官方的小笔记本 & N; l! @' G+ M2 f1 [ e1 U6 t" }5 c; X
开发板包装正、反面图，包装盒使用一体成型塑封 1 [! Y2 {& Z( x* D
UNO、MORPHO接口 
USB供电、ST-LINK/V2-1 * E P @* C1 W/ k& c b5 y总体而言，NUCLEO64沿袭以前的NUCLEO包装，没有大的改动。 最后来张MCU特写 
" p+ @2 H2 }5 k2 z 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l LQFP64 STM32-L073RZT6 MCU l 两种类型扩展接口：ARDUINO UNO扩展接口；STM32 MORPHO扩展接口 l 支持MBED开发 l 板载ST-LINK/V2-1调试/编程器 l 灵活的供电方式选择 l 板载3个LED灯，LD1、LD3指示工作状态，LD2为用户可编程LED灯 l 两个按钮，复位及用户可编程按钮 l USB重枚举能力，支持VCP，MSD，DEBUG功能 l 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。 , ]3 J8 m+ {+ J( r1 s* e( p/ \# R7 N+ E功能框图6 I/ @ g7 {+ {, Z, Z/ I 
1 w! }7 Y) M) |5 P6 W4 d. p$ Y 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。 8 E$ y1 Q7 ]" r4 P* F: I' h
板载部件标注图 ) v% A: l/ I, s8 V9 U3 O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/V2-1ST-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： l 支持USB软件重新枚举功能 l 支持VCP功能 l MSD设备支持 l 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。 8 T7 m% B: z5 `& ^( c8 j, m. F0 J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l 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。 l 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。 l 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 l 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。 l 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。 $ v" f0 I$ o; ?' x, Y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。 
测试用万用表 SLEEP模式 % U5 M# l. b# g8 e& P9 S N 
SLEEP模式前后电流值比较 STOP模式 ; Q1 b- U3 V7 p6 ~2 S& }4 c) _; G 
; C* t& i# N2 U- R% j 
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）2 ?* o9 I3 N; Q6 M 5 a. u# l' G; v! w" y 
5 G, u' A9 ~* }* | 
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。 # ]2 J7 e) { S. d+ n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。 / R5 n6 r$ x# W+ s( t: q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。 低功耗王者归来，实至名归！ 2 |. n. n! Y9 r$ K' G五、参考资源 3 NUCLEO-L073RZ官方页面：http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/CL1620/SC959/SS1532/LN1847/PF261637?s_searchtype=partnumber 4 STM32CUBE L0官方页面：http://www.st.com/web/catalog/to ... archtype=partnumber 5 MBED官方页面：http://developer.mbed.org/compiler/ 4 l5 t% ^$ e) ]" T$ B |
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STOP模式，一般不用。还有该款MCU的运行功耗是多少uA/MHz
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