ST_STM32L476G某系列超低功耗MCU开发方案

ST STM32L476Gxx系列超低功耗MCU开发案

STM32L476Gxx器件是基于高性能ARM Cortex-M4 32位RISC核的超低功耗微控制器（MCU），工作频率高达80MHz。Cortex-M4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。V BAT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

温度围：-40℃~85℃/105℃/125℃

V BAT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

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

部16MHz工厂校准RC（±1%）

部低功耗32kHz RC（±5%）

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、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。

图2 评估板STM32L476G-EVAL外形图

评估板STM32L476G-EVAL主要特性

STM32L476ZGT6微控制器，带有1MB闪存和128KB RAM

4种电源选项：电源插座、ST-LINK/V2-1 USB连接器、USB OTG FS连接器、子板

微控制器电源电压：3.3V或1.71V~3.6V

2个MEMS数字麦克风

2个具有独立音频容的立体声音频耳机插座输出

microSD卡槽，支持SD、SDHC、SDXC

附带4GB microSD卡

16Mb（1M×16位）SRAM器件

128Mb（8M×16位）NOR闪存

256M Quad-SPI闪存，具有双传输率（DTR）支持

RF-EEPROM，具有I2C总线

EEPROM，支持1MHz I2C总线通信速度

RS-232端口，可用于通信或MCU闪烁

IrDA收发器

USB OTG FS Micro-AB端口

CAN2.0A/B兼容端口

操纵杆，具有4路控制器和选择器

复位和唤醒/篡改按钮

触摸感应按钮

光敏电阻（LDR）

电位计

用于电源备份的纽扣电池

LCD玻璃模块子板（MB979），具有直接由STM32L476ZGT6驱动的40×8段LCD 2.8英寸320x240点矩阵彩色TFT LCD面板，具有电阻式触摸屏

智能卡连接器和SWP支持

NFC收发器连接器

用于ADC输入和DAC输出的连接器

利用双通路sigma-delta调制器实现电能计量演示

PT100热传感器，具有双通路sigma-delta调制器

MCU电流消耗测量电路

STM32L476ZGT6的比较器和运放

马达控制模块的扩展连接器

JTAG/SWD、ETM跟踪调试支持、带有USB虚拟COM端口的用户接口、嵌入式ST-LINK/V2-1调试与闪烁装置

子板的扩展连接器

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