STM32L431xx：超低功耗ARM Cortex-M4 32位微控制器数据手册

“STM32L431xx 数据手册” STM32L431xx 是一款由意法半导体（STMicroelectronics）推出的超低功耗微控制器，基于ARM Cortex-M4 32位处理器内核，并集成了浮点运算单元（FPU）。这款微控制器专为需要高效能和极低功耗的应用设计，适用于各种嵌入式系统，如物联网设备、传感器节点、便携式医疗设备等。 关键特性： 1. **超低功耗**：STM32L431 提供了多种节能模式，包括VBAT模式、Shutdown模式、Standby模式和Stop2模式。在VBAT模式下，它可以维持RTC（实时时钟）和备份寄存器的工作，而仅消耗200nA电流。Shutdown模式下，5个唤醒引脚可使其从8nA的电流中快速唤醒。Standby模式和Stop2模式下的电流消耗分别为28nA和1.28µA，RTC运行时会稍有增加。运行模式下，每兆赫兹的电流消耗仅为84µA。 2. **高性能**：Cortex-M4内核支持高达80MHz的频率，内置浮点单元，提供了100DMIPS（Dhrystone 2.1）的性能，以及1.25DMIPS/MHz的性能指标。此外，还包括Adaptive Real-Time Accelerator (ART Accelerator)，确保从闪存执行代码时零等待状态，进一步提升处理速度。 3. **核心功能**：STM32L431 配备了内存保护单元（MPU），确保程序安全执行。其性能基准测试表现出色，如Coremark分数达到273.55（3.42 Coremark/MHz@80MHz），表明其在执行复杂任务时的高效能。 4. **能源效率**：在ULPBench基准测试中，STM32L431 获得了176.7的高分，这代表了其在功耗和性能之间的优秀平衡。 5. **时钟源**：设备支持多种时钟源，频率范围从4到32MHz的内部高速RC振荡器，外部晶体或陶瓷谐振器，以及低速RC振荡器等。这些时钟源的灵活性确保了不同应用场景下的准确时序控制。 6. **接口与外设**：STM32L431 提供了丰富的接口和外设，包括模拟功能、音频支持、Interconnect矩阵，允许灵活的数据传输和系统扩展。它还具有多个串行通信接口（如I2C, SPI, UART）、定时器、ADC、DAC、GPIO等，满足多样化的设计需求。 7. **封装与封装选项**：根据不同的应用需求，STM32L431 提供了不同封装选择，包括LQFP、TSSOP和WLCSP封装，引脚数量从20至100不等，以适应不同尺寸和复杂度的电路板设计。 8. **温度范围与电源电压**：该微控制器可在-40°C至85°C、105°C或125°C的宽温范围内工作，电源电压范围为1.71V至3.6V，确保在各种环境条件下稳定运行。 9. **安全与保护**：STM32L431 还包含了Brownout Reset（BOR）功能，可以在所有模式下防止电压过低导致的系统异常，确保系统稳定。此外，还支持批量采集模式（BAM），优化了传感器数据的收集效率。 10. **快速唤醒**：从Stop模式唤醒只需4μs，这使得STM32L431 在需要快速响应的场景中表现优异。 STM32L431xx 微控制器以其卓越的低功耗性能、强大的处理能力、丰富的外设接口和灵活的封装选项，成为了嵌入式系统设计中的理想选择，特别是在对能效和处理速度有较高要求的应用中。