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8位微控制器的多种低功耗模式

刘洋

意法半导体（STMicroelectronics）目前宣布其首批整合其高性能8位架构的超低功耗8位微控制器STM8L系列开始量产。STM8L系列以节省运行和待机功耗为特色，该平台采用意法半导体独有的超低泄漏电流优化的130nm制程，下设三个产品线均基于意法半导体的超低功耗技术平台，共计26款产品，涵盖多种高性能和多功能应用。


图1，STM8L152结构框图



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古贤睦

2019-7-24 14:33:37
低功耗嵌入式非易失性存储器和多个电源管理模式是STM8L系列的创新特性。电源管理模式包括5.4μA低功耗运行模式、3.3μA低功耗待机模式、1μA主动停止模式（实时时钟运行）和350nA停止模式。多种模式使STM8L系列适用于对节能环保需求和电池使用周期较高的领域，如便携设备、医疗、工业、电子计量、感应或安保设备。意法半导体大中国区微控制器产品部高级技术经理梁平表示，除了活跃暂停模式和暂停模式外，低功耗运行模式和低功耗等待模式是STM8L系列提供的两种新的低功耗模式。在低功耗运行模式下，CPU依然运行；代码在RAM中执行，低速振荡器提供时钟；低速外部振荡器/低速RC振荡器提供CPU时钟，调压器处于低功耗模式。低功耗等待模式下，EEPROM被关闭，调压器处于低功耗状态，CPU停止但保持RTC运行，其它外设可选择被激活。



图2，意法半导体大中国区微控制器产品部高级技术经理梁平
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毛玲燕

2019-7-24 14:33:47
STM8L可以在4μs内从停止模式唤醒，支持频繁使用最低功耗模式。低功耗外设，包括小于1μA的实时时钟和自动唤醒（AWU）模块，有助于进一步节省电能。平台可将动态电流消耗降到150μA/MHz。在1.65V~3.6V的整个电源电压范围内达到CPU最大工作频率，发挥其全部性能，是产品独一无二的技术优势。此外，由于采用一个片上稳压器，功耗与Vdd电压无关，所以具有更高的设计灵活性，并有助于简化产品设计。



图3，用土豆驱动应用了STM8L的贪吃蛇游戏机
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肖东菁

2019-7-24 14:33:49
STM8L系列MCU还具备丰富的高性能模拟外设。梁平介绍说，逐次逼近型12位ADC具备独立的Vdda/Vssa 和Vref+ 引脚，转换时间仅需1μs，工作电压低至1.8V，采样时间可编程控制。12位DAC同样拥有1μs转换时间和低至1.8V的工作电压；其与ADC共用Vdda/Vssa和Vref+，内部缓冲器最大可以驱动5kΩ/50pF负载，可通过定时器或DMA触发。两个超低功耗比较器功耗低于3μA，可以在停止模式下被唤醒，并根据速度/功耗的比值，选择快速或低速两种模式；此外，两个比较器可以结合起来作为窗口比较器使用。



图4，用一杯热水驱动应用了STM8L的贪吃蛇游戏机

开发工程师还将获益于STM8L全系列器件在引脚和软件上的兼容性，以及与意法半导体的STM32系列32位微控制器共用外设接口所带来的设计灵活性与扩展性。STM8L101系列是STM8L超低功耗8位微控制器的入门级产品，特色是在一个超小的封装内取得很高的集成度，闪存密度高达8KB，有20引脚、28引脚和32引脚封装可选。第二个产品线STM8L15x目前正在向客户提供测试样片，增加32KB片上闪存、最大达2KB 的SRAM、外部晶振/时钟功能、增强型复位以及直接存储存取（DMA）支持等功能。梁平表示，STM8L15x还增加了多个外设接口，包括一个电机控制计时器、更多的模拟功能、实时时钟和快速模数和数模转换功能。片上EEPROM具有真正的读写同步（RWW）功能，省去在闪存内进行复杂且昂贵的仿真测试。第三个产品线STM8L152多集成一个液晶显示器控制单元。
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