超低功耗新标准——Nucleo-L073RZ评测
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一.开篇介绍
在今年3月2日意法半导体公司(STMicroelectronics)发布的新闻稿中，宣布了其超高能效的ARM Cortex-M0+ STM32L0系列微控制器实现量产，为能耗敏感的应用带来更高能效，比如穿戴式设备、医用监视器、工业传感器、智能生活设备。
在新闻稿里，ST公司自信的宣布STM32L0系列不仅拥有超低功耗、性能稳定，而且在ULPMark-C谁测试中取得135分，属于同类产品中的佼佼者。
STM32LO系列有三个产品线：STM32L0x1基本型产品线、STM32L0x2 USB产品线和集成HMI模块的STM32LOx3 USB/LCD产品线。存储容量范围从8KB到192KB闪存，20KB SRAM存储器，高达6KB的EEPROM。而且新的14引脚封装使这些产品成为最小的STM32微控制器，让32位的性能进入入门级嵌入式应用。
在2014年ST开始发布Nucleo开发板后，我们便陆续的看到STM32F0、STM32F1、STM32F2、STM32F3、STM32F4、STM32L0、STM32L1、STM32L4系列出现在NUCLEO开发板中，分为了主流、超低功耗、高性能三个产品线。
目前Nucleo开发板有三种硬件形态，分配是Nucleo-32、Nucleo-64、Nucleo-144，分别如下图。
二.Nucleo-L073RZ开箱
这次拿到的是Nucleo-L073RZ，采用的是与所有Nucleo-64系列相同的塑料透明包装。包装左上角标明了这块开发板的微处理是STM32L073，属于超低功耗的STM32L0系列。右下部分便藏着今天的主角——Nucleo-L073RZ。
包装盒的背面，是快速使用规范和开发Nucleo-L073RZ所需要的系统需求，以及可用于Nucleo-L073RZ开发板的开发工具，可以看到了有Keil和IAR，还有目前非常流行的mbed。
包装内物品非常简单，就只有一份介绍页和Nucleo-L073RZ开发板。虽然Nucleo-L073RZ开发板已经没有足够的空间放下pin脚的标注，但是Nucle的设计者把这些标注转移到了介绍页上，方便开发人员进行查询。
以下是Nucleo-L073RZ各方位的高清图。
可以看到在开发板的背部，还留有残留的黄色助焊剂。
三.硬件介绍
Nucleo-L073RZ使用的是STM32L073RZT6作为微处理器，属于ARM Cortex-M0+架构，主时钟为32MHz。片内FLASH为192KB,SRAM为20BK。
Nucleo-64系列是由两部分组成，上半部分是由stm32f103C8T6设计而成的板载的ST-LINK/V2-1，可以给开发板进行调试和程序下载。而下半部分，是STM32L073组成的最小系统和兼容Arduino的座子。可能是为了降低成本，STM32L073组成的最小系统并没有焊接外部晶振，系统主时钟由ST-LINK的STM32C8T6的MCO提供。
特性介绍：
- · 属于Nucleo-64系列
- · ARM Cortex-M0+ 架构 32MHz 系统时钟
- · 192KB FLASH,20KB SRAM
- · 具有两种扩展座子，与Arduino Uno兼容的扩展座和ST的morpho扩展座
- · 板载了ST-LINK/V2-1，可用于程序下载、调试
- · 支持mbed开发
在Nucleo-L073RZ的官网主页上，不仅可以下载到相关的资料，还可以得到该板的电路原理图和PCB图。根据扩展名PrjPCB，可以看出是Altium Designer的工程文件。[!--empirenews.page--]
使用Altium Designer打开MB1136.PrjPCB工程文件,里面包含Nucleo-L073RZ的电路原理图，分为四部分：整体框架图、MCU的电路图、STLINK电路图、连接座管脚图。
打开PCB文件，可以看到整体各Layer的排版、各线路的走线、线宽等，ST毫无保留的把PCB文档提供给用户，帮助用户设计自己的原理图，最终使用到他们的产品当中。
而电源部分，开发板可利用JP5跳帽座子来选择使用USB供电或者使用管脚座子的外部Vin进行供电，无论是哪种供电，都需要经过U4的5V转成3.3V的LDO的再给STM32供电。
开发板的背部预留出了许多焊盘，用户可根据自己的需求来选择使用一些功能。比如不需要使用板载的LED灯，则去掉SB21焊盘上的0欧姆电阻即可。
四.软件介绍
对于软件的开发，笔者通常有使用的STM32CubeMX和Keil搭配使用。STM32CubeMX生成初始化代码，Keil进行程序编写。STM32CubeMX不仅仅是一个强大的图形初始化配置工具，还可以测试使用各外设下的功耗。
Keil不仅可以程序编写、编译、下载，还可以进行程序调试，功能非常强大。目前还免费支持STM32L0系列。
2014年，ST公司推出了一个STM32所有系列的通用库stm32Cube,该库进行了重新设计，分为驱动层、中间层、硬件抽象层、应用层，用户只需要了解硬件抽象层提供的API，便可以在应用层进行开发。我们可以从ST官网上下载到该库，库里包含了开发所要用的驱动文件还有示例Demo。
论坛上有许多朋友讨论该Cube库跟以前的通用库差别太大了，很难使用。笔者从2014年6月便开始使用Cube库，开始的时候，也觉得难用资料少。但随着逐渐的深入使用，发现该库是挺不错的，虽然资料少，但其实在每个外设的文档里面都提供了使用的说明。虽然是作为注释出现，但非常详细，是非常好的入门教材。
同样，开发者们也可以在在mbed进行软件开发。目前已经支持10家公司的微处理器，而支持的开发板已经接近100块。但由于Nucleo-L073RZ刚发布不久，目前在mbed还找不到它的踪影，相信在近期内，mbed会添加进去。
对于在mbed进行开发，笔者认为是各有优缺点的，优点是不需要专门的IDE，只要在网页上就可以编程，比如Windows、Linux、Mac Os浏览器打开后就可以进行代码输入、工程管理，甚至在手机上也可以进行这种操作，同时，开发者可以使用mbed封装好的库来进行上层开发，不再需要考虑驱动配置。缺点是不能进行程度调试，对于开发者来说，程序调试是非常重要的环节，可以帮助更快的定位到BUG。
五、功耗测试
在ST的宣传手册上，我们可以看到如下一组数据。在25°和125°C下，各模式下电流消耗的情况。而且从停止到运行只需3.5微妙，待机到运行只需50微秒。而该成绩有其他公司的同类产品相比，更处于领先地位。
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在ST公司提供的库文件当中，在Examples的PWR目录里面，有8个在不同模式下的低功耗例子，我们逐一进行测试，记录下电流值。
首先将如下图所示，将万用表调到直流的mA或uA档，红黑探针分别接到Nucleo-L073RZ的JP6的IDD处。JP6是给STM32L073的供电跳帽，我们使用万用表串联到插针两边，便可测得流入STM32L073的电流。
六.总结
笔者认为，从最近一两年的微处理器发展路线，物联网在当前科技领域不仅占有不小的分量，而且这个趋势会逐渐加大。对于物联网产品的开发人员，采用性能稳定、高集成度、低功耗并且性价本高的微处理器是非常重要的环节。而这次ST发布的STM32L0系列踩到点子上了，正好符合开发人员的采购标准，换句话说，正好符合物联网的发展趋势。在新闻稿中，ST给出了在25°和125°C下的非常稳定的工作温度曲线，相信ST是在告诉我们，STM32L0不仅适用于消费级产品，同样适用于在环境恶劣的工业环境。
七.资料下载
NUCLEO-L073RZ官网主页：
21IC的STM32讨论版本：
http://bbs.21ic.com/iclist-49-1.html
STM32CubeL0库地址：
http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF260508
ST-LINK驱动和烧写工具：
http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF260219
http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF260217
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