STM32F042和STM32L031性能分析和比较

Nucleo开发平台是ST在2014年最新发布的易用性好、可扩展性佳的低成本平台，因其简单自由、灵活可扩展受到多数工程师的喜爱，特有的支持ARM mbed项目开发，支持云端开发以及兼容Arduino扩展接口等特性让它一度有取代Discovery系列板卡之势，可以说，Nucleo系列板卡让ST融入了一个更加宽广的生态圈。

最近，我们又拿到了两款ST Nucleo系列板卡，不过不同于先前评测过的兼容Arduino R3扩展接口的Nucleo系列板卡，此次拿到的STM32F042以及STM32L031开发板设计的更加小巧，同时兼容Arduino Nano的扩展接口，废话不多说，我们直接看实物图。

 

STM32F042以及STM32L031开发板采用了Nucleo系列板卡的一贯包装，两者的板型也保持一致，与Arduino Nano的板型十分相似。通过ST的产品线可以发现，单看板卡上的功能，STM32F042 Nucleo以及STM32L031 Nucleo几乎持平，主要的不同在于两者搭载了不同型号的微控制器。比如，ST将STM32F042微控制器归在主流的应用产品，而STM32L031则更偏向于需要低功耗应用的场景，比如，可穿戴设备等。

 

 

虽然乍眼一看这两块板卡极其相识，很难分辨谁是谁，但是仔细观察的话，还是能发现稍许的不同之处。

 

 

首先当然是主控制器，STM32F042 Nucleo搭载的是STM32F042K6T6，基于ARM Cortex-M0处理器，主频48MHz，属于主流的微控制器系列；而STM32L031搭载了STM32L031K6T6，基于ARM Cortex-M0+，主频32MHz，属于ST的低功耗系列MCU。

 

 

其次，低功耗的STM32F031 Nucleo开发板上搭载了外部的32.768kHz晶振，而STM32F042 Nucleo开发板上没有。

至于其它功能上，板卡维持了一致的设计，在板卡的背面则主要是设计了一个STLINK/V2-1调试器，方便工程师学习开发的时候下载调试。

 

 

总的来说，STM32F042 Nucleo以及STM32L031 Nucleo开发板在板卡的功能实现上基本保持了一致的设计，这也主要是方便兼容Arduino Nano 开发板，而两者最大的不同之处也就是在于所搭载的微控制器的区别，下表则是两款MCU产品具体特性的对比。

 

 

从表格中可以看到，在系统资源上，STM32F042K6相对于STM32L031K6多了CEC、CAN、触摸通道等功能，而STM32L031K6更多偏向于自身低功耗特性，比如：

0.25uA的Standyby模式

0.38uA的Stop模式

低至76uA/MHz的Run模式等

STM32L031K6还拥有比STM32F042K6更低的工作电压，并且具有掉电复位功能，非常适合电池供电设备的低功耗产品应用。

开发环境 

Nucleo系列板卡的开发环境相信大家已经不会再陌生了，除了第三方IDE工具如Keil、IAR等，就属mbed云端开发比较方便快捷了，但是有个缺点就是无法调试，写写小程序还可以，但是涉及到复杂的代码程序还是要回归到第三方的IDE工具上来。在开发资料方面，ST为工程师准备一个完整的开发库，比如针对STM32F042 Nucleo开发板的STM32CubeF0，针对STM32L031 Nucleo开发板的STM32CubeL0，这些我们都可以通过官网下载获取。

 

 

上电

此次的Nucleo板卡可以通过多种方式供电，最为普遍的是直接通过板载的MicroUSB接口供电，其次，我们还可以通过外部的外部3.3V/ 5V/ 7~12V电源供电，非常灵活。

 

 

 

 

ST Nucleo系列板卡内置的出厂程序基本都是LED闪烁的例程，此次的板卡也不例外，不过，不同于之前的Nucleo系列板卡可以通过用户按键调节LED占空比以达到改变LED的闪烁频率，STM32F042以及STM32L031开发板上并没有设计用户按键，有且只有一个复位按键。

 

 

作为两款功能类似的板卡，官方提供的例程也较为常见，不过针对低功耗的STM32L031 Nucleo开发板，官方也提供相应的低功耗测试例程，我们也重点来了解下STM32L031K6T6微控制器的功耗状况。

本次测试的实验例程出自ST官网提供的例程。

 

 

确保安装好STLINK/V2-1驱动。

 

 

以Keil IDE工具为例，安装STM32L0xx_DFP database。

 

 

载入相应的例程通过STLINK下载到开发板中。

 

 

不过在实际功耗测试的时候也遇到了点问题，由于电流测试跳帽处的接口太狭小，想接杜邦线的时候一不小心直接把排针座给扯下了，只能焊接两根导线测试。

 

 

选取几组实测结果供大家参考。

PWR_LPRUN模式

 

 

PWR_LPSLEEP模式

 

 

待机模式

 

 

待机模式+RTC

 

 

相比ST官方提供的数据来看，我们发现实际测试的结果与官方给出的数据还是有些许出入，当然本身的测量仪器也不是很好，精度也不够，只供大家参考。不过，话说回来，在ST的同级别微控制器中，L系列的产品在功耗上的表现确实比较出色，加上ST微控制器在同类产品的竞争中一直保持着不错的价格优势，在实际的产品研发中，相信会让工程师更加偏向于选用ST的产品吧。

小结

介绍并对比了ST最新推出的STM32F042以及STM32L031 Nucleo开发板，板卡基于Arduino Nano原型设计，板载STLINK/V2-1调试器、兼容Arduino Nano扩展接口、支持ARM mbed在线编译器以及第三方的IDE设计工具，简单、方便、好用；另外，板卡搭载面向低功耗应用的ARM Cortex-M0以及ARM Cortex-M0+处理器，是想要学习或者开发基于ARM系列微控制器的低功耗产品的理想选择。