STM32L081CB STM32L081CZ
STM32L081KZ
Access line ultra-low-power 32-bit MCU Arm
®
-based Cortex
®
-M0+,
up to 192KB Flash, 20KB SRAM, 6KB EEPROM, ADC, AES
Datasheet
-
production data
Features
•
Ultra-low-power platform
– 1.65 V to 3.6 V power supply
–
-40
to 125 °C temperature range
– 0.29 µA Standby mode (3 wakeup pins)
– 0.43 µA Stop mode (16 wakeup lines)
– 0.86 µA Stop mode + RTC + 20-Kbyte RAM
retention
– Down to 93 µA/MHz in Run mode
– 5 µs wakeup time (from Flash memory)
– 41 µA 12-bit ADC conversion at 10 ksps
Core: Arm
®
32-bit Cortex
®
-M0+ with MPU
– From 32 kHz up to 32 MHz max.
– 0.95 DMIPS/MHz
Memories
– Up to 192-Kbyte Flash memory with ECC(2
banks with read-while-write capability)
– 20 -Kbyte RAM
– 6 Kbytes of data EEPROM with ECC
– 20-byte backup register
– Sector protection against R/W operation
Up to 40 fast I/Os (31 I/Os 5V tolerant)
Reset and supply management
– Ultra-safe, low-power BOR (brownout reset)
with 5 selectable thresholds
– Ultra-low-power POR/PDR
– Programmable voltage detector (PVD)
Clock sources
– 1 to 25 MHz crystal oscillator
– 32 kHz oscillator for RTC with calibration
– High speed internal 16 MHz factory-trimmed RC
(+/- 1%)
– Internal low-power 37 kHz RC
– Internal multispeed low-power 65 kHz to
4.2 MHz RC
– PLL for CPU clock
Pre-programmed bootloader
– USART, I2C, SPI supported
Development support
– Serial wire debug supported
LQFP32 7x7 mm
LQFP48 7x7 mm
UFQFxPN32
(5x5 mm)
UFQFPN48
(7x7 mm)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Rich Analog peripherals
– 12-bit ADC 1.14 Msps up to 16 channels (down
to 1.65 V)
– 2x ultra-low-power comparators (window mode
and wake up capability, down to 1.65 V)
7-channel DMA controller, supporting ADC, SPI,
I2C, USART, Timers, AES
Up to 10x peripheral communication interfaces
– 4x USART (2 with ISO 7816, IrDA), 1x UART
(low power)
– Up to 6x SPI 16 Mbits/s
– 3x I2C (2 with SMBus/PMBus)
11x timers: 2x 16-bit with up to 4 channels, 2x 16-bit
with up to 2 channels, 1x 16-bit ultra-low-power
timer, 1x SysTick, 1x RTC, 2x 16-bit basic, and 2x
watchdogs (independent/window)
CRC calculation unit, 96-bit unique ID
Hardware Encryption Engine AES 128-bit
All packages are ECOPACK2
•
•
•
November 2019
This is information on a product in full production.
DS10888 Rev 6
1/118
www.st.com
Contents
STM32L081xx
Contents
1
2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1
2.2
Device overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Ultra-low-power device continuum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3
Functional overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1
3.2
3.3
3.4
Low-power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Interconnect matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Arm® Cortex®-M0+ core with MPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Reset and supply management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.4.1
3.4.2
3.4.3
Power supply schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Power supply supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
Clock management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Low-power real-time clock and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
General-purpose inputs/outputs (GPIOs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Direct memory access (DMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Analog-to-digital converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.12.1
Internal voltage reference (V
REFINT
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Ultra-low-power comparators and reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . 27
AES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Timers and watchdogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.15.1
3.15.2
3.15.3
3.15.4
3.15.5
3.15.6
General-purpose timers (TIM2, TIM3, TIM21 and TIM22) . . . . . . . . . . . 28
Low-power Timer (LPTIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Basic timer (TIM6, TIM7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
SysTick timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Independent watchdog (IWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Window watchdog (WWDG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2/118
DS10888 Rev 6
STM32L081xx
Contents
3.16
Communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.16.1
3.16.2
3.16.3
3.16.4
I2C bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Universal synchronous/asynchronous receiver transmitter (USART) . . 31
Low-power universal asynchronous receiver transmitter (LPUART) . . . 32
Serial peripheral interface (SPI)/Inter-integrated sound (I2S) . . . . . . . . 32
3.17
3.18
Cyclic redundancy check (CRC) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Serial wire debug port (SW-DP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4
5
6
Pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.1
Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
6.1.6
6.1.7
Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Power supply scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Current consumption measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.2
6.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4
6.3.5
6.3.6
6.3.7
6.3.8
6.3.9
6.3.10
6.3.11
6.3.12
6.3.13
6.3.14
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Embedded reset and power control block characteristics . . . . . . . . . . . 50
Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Wakeup time from low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
External clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Internal clock source characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Electrical sensitivity characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
I/O current injection characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
I/O port characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
NRST pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
DS10888 Rev 6
3/118
4
Contents
6.3.15
6.3.16
6.3.17
6.3.18
6.3.19
STM32L081xx
12-bit ADC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Comparators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Timer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Communications interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
LQFP48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
UFQFPN48 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
LQFP32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
UFQFPN32 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
7.5.1
Reference document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8
9
Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4/118
DS10888 Rev 6
STM32L081xx
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Table 38.
Table 39.
Table 40.
Table 41.
Table 42.
Table 43.
Table 44.
Ultra-low-power STM32L081xx device features and peripheral counts . . . . . . . . . . . . . . . 11
Functionalities depending on the operating power supply range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
CPU frequency range depending on dynamic voltage scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Functionalities depending on the working mode
(from Run/active down to standby) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
STM32L0xx peripherals interconnect matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Temperature sensor calibration values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Internal voltage reference measured values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Timer feature comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Comparison of I2C analog and digital filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
STM32L081xx I
2
C implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
USART implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
SPI/I2S implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Legend/abbreviations used in the pinout table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
STM32L081xxx pin definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Alternate functions port A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Alternate functions port B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Embedded reset and power control block characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Embedded internal reference voltage calibration values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Embedded internal reference voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Current consumption in Run mode, code with data processing running from
Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Current consumption in Run mode vs code type,
code with data processing running from Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Current consumption in Run mode, code with data processing running from RAM . . . . . . 55
Current consumption in Run mode vs code type,
code with data processing running from RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Current consumption in Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Current consumption in Low-power run mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Current consumption in Low-power sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Typical and maximum current consumptions in Stop mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Typical and maximum current consumptions in Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Average current consumption during Wakeup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Peripheral current consumption in Run or Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Peripheral current consumption in Stop and Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Low-power mode wakeup timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
High-speed external user clock characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Low-speed external user clock characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
HSE oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
LSE oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
16 MHz HSI16 oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
LSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
MSI oscillator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
PLL characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
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6
