在STM32L0和STM32L4系列微控制器中使用LPUART使功耗最小

前言

STM32L0 和 STM32L4 系列微控制器具有复用的 UART 接口，这一设计令 MCU 仅需最小功耗即可工作。

本文的目的是解释怎样充分利用低功耗 UART （LPUART）的优势，扩展上述产品的电池寿命。

它显示了在实际示例中，等待通信设备的极低功耗。软件包 X-CUBE-LPUART 提供了在第 6.1 节和第 6.2 节中所述的用于执行测量的代码，可从 www.st.com 下载。

下列文件 （也可在 www.st.com 获取）可作为参考：

• 应用笔记 AN4445：“STM32L0xx 超低功耗特性概述 ”
• 应用笔记 AN4621：“STM32L4xx 超低功耗特性概述 ”
• 应用笔记 AN4746：“ 优化 STM32L4xx 的功耗和性能 ”
• 参考手册 RM0351：“STM32L4x6 高级的基于 ARM® 的 32 位 MCU”
• 参考手册 RM0376：“ 超低功耗 STM32L0x2 高级的基于 ARM® 的 32 位 MCU”。

1 定义

2 特性总结

2.1 L0 和 L4 系列比较

虽然 STM32L4 和 STM32L0 系列上的 LPUART 外设实际上相同，但这两种产品有很大区别。除了 ARM® Cortex® 内核不同，还有其它区别影响了 LPUART 的效率。

2.1.1 时钟子系统

STM32L4xx MCU 可支持更高的时钟速度，这有效地降低了高要求任务的处理时间。 MSI 内部时钟源也因此调整以达到更高时钟速度。这一 MSI 的加速降低了低速的选择范围，STM32L4 MSI 的最低可能频率为 100 kHz，而 STM32L0xx MCU 为 65 kHz。

1 MHz 以下的可选速度是不同的，因此难以直接比较两种 MCU 的效率。另外，在STM32L4 系列中，MSI 可在其 PLL 模式中使用 LSE 硬件自动校准。这使得 MSI 更加精确，而 STM32L0 产品无此选项。

STM32L0 系列对于 HSI 时钟源具有一个简单的时钟因子 4 分频器，这使得 HSI 成为 16 或 4MHz 的有效源。 STM32L4 MCU 在 HSI16 时钟上没有直接的分频器。因此，在一些 UART速度需要高于 9600 Bd 的应用中， STM32L0 可能会高效很多。对于 STM32L4，若 16 MHz不够有效，解决方案为使用第二时钟源做系统时钟。

LSI 时钟频率也有不同，但这与我们的情况无关。

2.1.2 电源管理

STM32L4 系列的主调压器仅有两个范围，而 STM32L0xx MCU 有三个。此外，由于有更强的 MCU 支持，这两个范围被移到了更高频率。

非常有用的低功耗运行模式弥补了这一不足。

STM32L0xx MCU 在从 Sleep 或 Stop 低功耗模式唤醒后，无法直接返回至低功耗运行模式，而 STM32L4 系列不存在这一限制。 STM32L4xx 上的低功耗运行也不限于 MSI 范围 1，还能工作于高达 2 MHz 的系统时钟速度。即使在低功耗运行中， HSI16 仍可被用作外设时钟。

2.2 与 USART 外设的比较

LPUART 比 USART 特性更少，但可用更低功耗工作，并可更有效地使用 LSE 时钟。两种外设的主要特性总结于表 2 中。

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