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基于ST公司的STM32L476Gxx系列超低功耗MCU开发方案

来源：电子产品世界

2019-01-03

类别：工业控制

308

拍明

原标题：ST STM32L476Gxx系列超低功耗MCU开发方案

　　STM32L476Gxx器件是基于高性能ARM Cortex-M4 32位RISC内核的超低功耗微控制器(MCU)，工作频率高达80MHz。Cortex-M4内核具有单精度浮点单元(FPU)，支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了全套DSP指令和存储器保护单元(MPU)，加强了应用安全。

　　STM32L476Gxx器件具有嵌入高速存储器(闪存高达1MB，SRAM高达128KB)、灵活的外接存储器控制器(FSMC)、Quad SPI闪存接口和各种增强的I/O和外设，连接2个APB总线、2个AHB总线和1个32位多AHB总线矩阵。STM32L476Gxx器件为嵌入式闪存和SRAM嵌入了几种保护机制：读保护、写保护、专有代码读保护和防火墙。这些器件还有三个快速12位ADC(5Msps)、两个比较器、两个运放、两个DAC通路、一个内部基准电压缓冲器、一个低功耗RTC、两个通用32位计时器、两个马达控制专用16位PWM计时器、七个通用16位计时器以及两个低功耗16位计时器。这些器件支持外部sigma delta调制器(DFSDM)的4个数字滤波器。此外，还提供24条电容感应通路。这些器件还嵌入了集成式LCD驱动器8×40或4×44，具有内部设置转换器。

　　它们还具有标准和高级通信接口,包括:

　　3个I2C;

　　3个SPI;

　　3个USART、2个UART和1个低功耗UART;

　　2个SAI(串行音频接口);

　　1个SDMMC;

　　1个CAN;

　　1个USB OTG全速;

　　1个SWPMI(单线协议主接口);

　　STM32L476xx的工作温度范围为-40℃~+85℃(结温+105℃)、-40℃~+105℃(结温+125℃)和-40℃~+125℃(结温+130℃)，由1.71V~3.6V电源供电。全面的节能模式实现了低功耗应用设计。支持某些独立电源：ADC、DAC、OPAMP和比较器的模拟独立电源输入，USB的3.3V专用电源输入，14个I/O的独立供电电压低至1.08V。VBAT输入支持RTC和备份寄存器。STM32L476xx系列提供6种封装选项：64~144引脚封装。

　　STM32L476xx系列的主要特性

　　利用FlexPowerControl实现超低功耗

　　电源电压：1.71V~3.6V

　　温度范围：-40℃~85℃/105℃/125℃

　　VBAT模式下的电流为300nA：为RTC和32位×32位备份寄存器供电

　　30nA关断模式(5个唤醒引脚)

　　120nA待机模式(5个唤醒引脚)

　　420nA待机模式+RTC

　　1.1μA Stop2模式，1.4μA Stop2 +RTC

　　100μA/MHz运行模式

　　批量采集模式(BAM)

　　4μs从停机模式唤醒

　　除关机以外的所有模式下的掉电复位(BOR)

　　互联矩阵

　　内核：ARM 32位Cortex-M4 CPU，具有FPU、自适应实时加速器(ART Accelerator，能够从闪存实现零等待状态执行)和MPU，频率高达80MHz，性能高达100DMIPS/1.25DMIPS/MHz(Dhrystone 2.1)，采用DSP指令

　　时钟源

　　4MHz~48MHz晶体振荡器

　　RTC(LSE)的32kHz晶体振荡器

　　内部16MHz工厂校准RC(±1%)

　　内部低功耗32kHz RC(±5%)

　　内部多速100kHz~48MHz振荡器，由LSE自动校准(精度优于±0.25%)

　　系统时钟的3个PLL、USB、音频ADC

　　RTC，具有HW日历、报警和校准功能

　　LCD 8×40或4×44，具有升压转换器

　　24条电容感应通路：支持触键、线性和旋转触摸传感器

　　16个计时器：2个16位高级马达控制、2个32位和5个16位通用、2个16位基础、2个低功耗16位计时器(停机模式)、2个看门狗、SysTick计时器

　　114个快速I/O，大多耐压5 V，14个I/O的独立电源电压低至1.08V;

　　存储器

　　1MB闪存，双库边写边读，专有代码写保护

　　128KB SRAM，具有32KB和硬件奇偶校验功能

　　静态存储器的外部存储器接口，支持SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器

　　Quad SPI存储器接口

　　4个面向sigma delta调制器的数字滤波器

　　丰富的模拟外设(独立电源)

　　3个12位ADC，5Msps，高达16位，具有应用过采样功能，200μA/Msps

　　2个12位DAC，低功耗采样和保持

　　2个内置有PGA的运放

　　2个超低功耗比较器

　　18个通信接口

　　USB OTG2.0全速、LPM和BCD

　　2个SAI(串行音频接口)

　　3个I2C FM+(1Mb/s)、SMBus/PMBus

　　6个USART(ISO 7816、LIN、IrDA、调制解调器)

　　3个SPI(4个SPI+Quad SPI)

　　CAN(2.0B Active)和SDMMC接口

　　SWPMI单线协议主I/F

　　14通路DMA控制器

　　真正的随机数发生器

　　CRC计算单元，96位唯一ID

　　开发支持：串行线调试(SWD)、JTAG、Embedded Trace Macrocell

　　图1 STM32L476xx系列框图

　　评估板STM32L476G-EVAL

　　STM32L476G-EVAL评估板设计用作意法半导体基于ARM Cortex-M4内核的STM32L476ZGT6微控制器的完整演示与开发平台，带有3个I²C总线、3个SPI和6个USART端口、CAN端口、SWPMI、2个SAI端口、12位ADC、12位DAC、LCD驱动器、内部128KB SRAM和1MB闪存、Quad-SPI端口、触摸感应能力、USB OTG FS端口、LCD控制器、灵活的存储器控制器(FMC)、JTAG调试端口。STM32L476G-EVAL可用作用户应用开发的参考设计，虽然它并未视为最终应用。评估板上的各种硬件特性有助于用户评估所有板载外设，例如USB、USART、数字麦克风、ADC和DAC、点矩阵TFT LCD、LCD玻璃模块、IrDA、LDR、SRAM、NOR闪存、Quad-SPI闪存、microSD卡、sigma-delta调制器、采用SWP的智能卡、CAN收发器、EEPROM、RF-EEPROM。扩展头让我们能够连接子板或者缠绕电路板。主板上还整合了ST-LINK/V2-1在线调试器和闪烁装置。