STM32L4: малопотребляющие микроконтроллеры на Cortex-M4

Линейки STM32L4

Значения в таблице собраны из записей базы ST: частота — максимальная для линейки, память — от наименьшего до наибольшего исполнения.

Последняя цифра номера задаёт набор интерфейсов. По данным ST:

Первые цифры задают кристалл и описывающий его reference manual: RM0394 — STM32L41x–L46x, RM0351 — STM32L47x, L48x, L49x и L4Ax. Объём ОЗУ — от 40 КБ у STM32L412 до 320 КБ у L496 и L4A6: SRAM1 и SRAM2, например 96 и 32 КБ у L47x/L48x и 256 и 64 КБ у L49x/L4Ax (RM0351, 2.4).

Тактирование

После сброса STM32L4 работает от внутреннего генератора MSI на 4 МГц без тактов ожидания (RM0351, раздел FLASH). MSI настраивается на одну из двенадцати частот — от 100 кГц до 48 МГц, — а при подключённом часовом кварце LSE подстраивается по нему; на 48 МГц такой MSI может тактировать USB без высокочастотного кварца (RM0394, раздел RCC). Кроме него есть HSI16 на 16 МГц, кварцевый HSE, генератор HSI48 для USB, RNG и SDMMC (у L41x–L46x и L49x/L4Ax) и PLL для частот до 80 МГц.

Напряжение ядра выбирается из двух диапазонов: Range 1 — для частот до 80 МГц, Range 2 — экономичный, до 26 МГц. Такты ожидания флеш-памяти (RM0351, табл. 11):

Делители таймеров и скорость UART от выбранных частот считают калькулятор таймера и калькулятор UART, а для LPUART от часового кварца LSE — тот же калькулятор UART с частотой 32 768 Гц: от LSE LPUART работает на скорости до 9600 бит/с (RM0351, раздел LPUART).

Режимы низкого потребления

STM32L4 питается от 1,71 до 3,6 В (RM0351, раздел PWR) и, кроме обычного сна Sleep, умеет:

• Low-power run и Low-power sleep — работа и сон на частоте ниже 2 МГц, когда стабилизатор переведён в экономичный режим битом LPR;
• Stop 0, Stop 1, Stop 2 — остановка тактов с сохранением ОЗУ и регистров; в Stop 2 приёмники I²C3 и LPUART сами включают HSI16, чтобы принять кадр и разбудить микроконтроллер;
• Standby — выключение ядра; содержимое SRAM2 можно сохранить, установив бит RRS в PWR_CR3 (RM0351, раздел PWR);
• Shutdown — самый глубокий режим: стабилизатор выключен, содержимое SRAM1, SRAM2 и регистров теряется, кроме резервного домена (RM0351, 5.3.10).

У SRAM2 есть контроль чётности, который включают битом SRAM2_PE в байтах опций (RM0351, 2.4.1). Сколько устройство проработает от батареи при известных токах в активном режиме и во сне, считает калькулятор времени работы от батареи.

Выводы STM32L4: альтернативные функции и загрузка

У каждой линии порта мультиплексор на шестнадцать функций: номер AF0–AF15 записывают в регистры GPIOx_AFRL (линии 0–7) и GPIOx_AFRH (линии 8–15) (RM0351, раздел GPIO). В данных ST у STM32L4 встречаются номера до AF14.

Загрузку выбирают значение BOOT0 и бит nBOOT1 в байтах опций (RM0351, табл. 4 и 6):

У STM32L47x/L48x BOOT0 — это всегда вывод. У STM32L41x–L46x и L49x/L4Ax, если бит nSWBOOT0 в байтах опций сброшен, BOOT0 берётся из бита nBOOT0, а вывод PH3-BOOT0 становится обычной линией порта. У STM32L41x–L46x к тому же действует проверка пустой флеш-памяти: если её первое слово не запрограммировано, стартует загрузчик (RM0394, табл. 6). Загрузчик работает через USART1–USART3, I²C1–I²C3, SPI1 и SPI2, CAN1 и USB DFU — набор зависит от линейки (AN2606, табл. 162–172).

Все STM32L4 по корпусам

Перед разводкой платы сверяйте выводы с даташитом своего исполнения: в нём указаны допустимые напряжения на выводах (толерантные к 5 В помечены FT), токи и номиналы внешних компонентов. В базе ST есть отдельные записи с буквой P в конце, например STM32L412CBTxP: у таких исполнений на выводы выведено питание ядра VDD12 от внешнего понижающего преобразователя, поэтому их распиновка отличается.