SILICON LABS EFM32PG23 Gecko 微控制器用户指南

4.1 分线盘
EFM32PG23 的大部分 GPIO 引脚都可在电路板顶部和底部边缘的排针排上使用。它们具有标准的 2.54 毫米间距，如果需要，可以焊接排针。除了 I/O 引脚外，还提供到电源轨和接地的连接。请注意，某些引脚用于套件外设或功能，如果不进行权衡，可能无法用于定制应用。
下图显示了分线盘的引脚排列和电路板右边缘的 EXP 接头的引脚排列。 EXP 头将在下一节中进一步解释。分接焊盘连接也印在每个引脚旁边的丝网印刷中，以便于参考。

下表显示了分接焊盘的引脚连接。它还显示了哪些套件外设或功能连接到不同的引脚。

表 4.1。底行 (J101) 引脚排列

别针	EFM32PG23 输入/输出引脚	共享功能
1	单片机	EFM32PG23 卷tage 域（由 AEM 测量）
2	地线	地面
3	PC8	UIF_LED0
4	PC9	UIF_LED1/EXP13
5	PB6	VCOM_RX/EXP14
6	PB5	VCOM_TX/EXP12
7	PB4	UIF_BUTTON1/EXP11
8	NC
9	PB2	ADC_VREF_启用

别针	EFM32PG23 输入/输出引脚	共享功能
10	PB1	VCOM_使能
11	NC
12	NC
13	恢复时间	EFM32PG23 复位
14	AIN1
15	地线	地面
16	3V3	板控制器电源

别针	EFM32PG23 输入/输出引脚	共享功能
1	5V	板卡USB卷tage
2	地线	地面
3	NC
4	NC
5	NC
6	NC
7	NC
8	PA8	传感器_I2C_SCL / EXP15
9	PA7	传感器_I2C_SDA / EXP16
10	PA5	UIF_BUTTON0/EXP9
11	PA3	调试_TDO_SWO
12	PA2	调试_TMS_SWDIO
13	PA1	调试_TCK_SWCLK
14	NC
15	地线	地面
16	3V3	板控制器电源

4.2 经验头
在板的右侧，提供有角度的 20 针 EXP 接头，以允许连接外围设备或插件板。该连接器包含许多 I/O 引脚，可用于 EFM32PG23 Gecko 的大部分功能。此外，还暴露了 VMCU、3V3 和 5V 电源轨。
该连接器遵循的标准可确保 SPI、UART 和 I²C 总线等常用外设可在连接器的固定位置上使用。其余引脚用于通用 I/O。这允许定义可插入许多不同的 Silicon Labs 套件的扩展板。
下图显示了 PG23 Pro 套件的 EXP 接头的引脚分配。由于可用 GPIO 引脚数量的限制，一些 EXP 接头引脚与套件功能共享。

表 4.3。 EXP 接头引脚分配

别针	联系	EXP 头函数	共享功能
20	3V3	板控制器电源
18	5V	板卡控制器 USB 卷tage
16	PA7	I2C_SDA	传感器_I2C_SDA
14	PB6	UART_RX	VCOM_RX
12	PB5	UART_TX	VCOM_TX
10	NC
8	NC
6	NC
4	NC
2	单片机	EFM32PG23 卷tage 域，包含在 AEM 测量中。

19	BOARD_ID_SDA	连接到板控制器以识别附加板。
17	BOARD_ID_SCL	连接到板控制器以识别附加板。
15	PA8	I2C_SCL	传感器_I2C_SCL
13	PC9	通用输入输出	UIF_LED1
11	PB4	通用输入输出	UIF_BUTTON1
9	PA5	通用输入输出	UIF_BUTTON0

别针	联系	EXP 头函数	共享功能
7	NC
5	NC
3	AIN1	ADC 输入
1	地线	地面

4.3 调试连接器 (DBG)
调试连接器具有双重用途，基于调试模式，可使用 Simplicity Studio 进行设置。如果选择“Debug IN”模式，则连接器允许外部调试器与板载 EFM32PG23 一起使用。如果选择“Debug OUT”模式，则连接器允许套件用作面向外部目标的调试器。如果选择“Debug MCU”模式（默认），则连接器与板控制器和板载目标设备的调试接口隔离。
由于该连接器会自动切换以支持不同的操作模式，因此仅当板控制器通电（连接 J-Link USB 电缆）时才可用。如果在板控制器未通电时需要对目标设备进行调试访问，则应通过直接连接到分接头上的相应引脚来完成。连接器的引脚排列遵循标准 ARM Cortex 调试 19 引脚连接器的引脚排列。
下面详细描述了引脚排列。请注意，即使连接器支持 JTAG 除了 Serial Wire Debug 之外，并不一定意味着套件或板载目标器件支持此功能。

尽管引脚排列与 ARM Cortex 调试连接器的引脚排列匹配，但它们并不完全兼容，因为引脚 7 已从 Cortex 调试连接器物理移除。一些电缆有一个小插头，当此引脚存在时，可以防止它们被使用。如果是这种情况，请拔下插头，或使用标准的 2×10 1.27 毫米直电缆。

表 4.4。调试连接器引脚说明

针号	功能	笔记
1	目标	目标参考卷tage. 用于在目标和调试器之间转换逻辑信号电平。
2	TMS / SDWIO / C2D	JTAG 测试模式选择，串行线数据或 C2 数据
4	TCK / SWCLK / C2CK	JTAG 测试时钟、串行线时钟或 C2 时钟
6	TDO/SWO	JTAG 测试数据输出或串行线输出
8	TDI/C2Dps	JTAG 测试数据输入，或 C2D “引脚共享”功能
10	复位/C2CKps	目标设备复位，或 C2CK “引脚共享”功能
12	NC	跟踪时钟
14	NC	追踪0
16	NC	追踪1
18	NC	追踪2
20	NC	追踪3
9	电缆检测	接地
11、13	NC	未连接
3、5、15、17、19	地线

4.4 简单连接器
Pro 套件中的 Simplicity 连接器支持高级调试功能，例如用于外部目标的 AEM 和虚拟 COM 端口。引脚排列如下图所示。

图中的信号名称和管脚说明表均参考板控制器。这意味着 VCOM_TX 应该连接到外部目标的 RX 引脚，VCOM_RX 连接到目标的 TX 引脚，VCOM_CTS 连接到目标的 RTS 引脚，VCOM_RTS 连接到目标的 CTS 引脚。
注意：从 VMCU vol 汲取的电流tage 引脚包含在 AEM 测量中，而 3V3 和 5V voltage 引脚不是。要使用 AEM 监控外部目标的电流消耗，请将板载 MCU 置于最低能量模式，以尽量减少其对测量的影响。

表 4.5。 Simplicity 连接器引脚说明

针号	功能	描述
1	单片机	3.3 V 电源轨，由 AEM 监控
3	3V3	3.3 V 电源轨
5	5V	5 V 电源轨
2	VCOM_TX	虚拟 COM TX
4	VCOM_RX	虚拟 COM RX
6	VCOM_CTS	虚拟 COM CTS
8	VCOM_RTS	虚拟 COM RTS
17	BOARD_ID_SCL	板 ID SCL
19	BOARD_ID_SDA	板卡 ID SDA
10、12、14、16、18、20	NC	未连接
7、9、11、13、15	地线	地面

电源和复位

5.1 MCU 电源选择
pro 套件上的 EFM32PG23 可由以下电源之一供电：

调试 USB 电缆

3 V 纽扣电池

MCU 的电源是通过 pro kit 左下角的滑动开关选择的。下图显示了如何使用滑动开关选择不同的电源。

当开关处于 AEM 位置时，专业套件上的低噪声 3.3 V LDO 用于为 EFM32PG23 供电。该 LDO 再次由调试 USB 电缆供电。高级能量监视器现在串联连接，可实现精确的高速电流测量和能量调试/分析。
将开关置于 BAT 位置时，可使用 CR20 插座中的 2032 毫米纽扣电池为设备供电。开关处于此位置时，没有电流测量处于活动状态。这是使用外部电源为 MCU 供电时推荐的开关位置。
笔记： Advanced Energy Monitor 只能在电源选择开关处于 AEM 位置时测量 EFM32PG23 的电流消耗。

5.2 板控制器电源
板控制器负责调试器和 AEM 等重要功能，并通过板左上角的 USB 端口专门供电。套件的这一部分位于单独的电源域中，因此可以为目标器件选择不同的电源，同时保留调试功能。此电源域也被隔离，以防止在移除电路板控制器的电源时从目标电源域泄漏电流。
板控制器电源域不受电源开关位置的影响。
该套件经过精心设计，可在其中一个断电时保持电路板控制器和目标电源域相互隔离。这可确保目标 EFM32PG23 设备将继续在 BAT 模式下运行。

5.3 EFM32PG23 复位
EFM32PG23 MCU 可以通过几个不同的来源复位：

用户按下 RESET 按钮
板载调试器将#RESET 引脚拉低
将#RESET 引脚拉低的外部调试器

除了上面提到的复位源之外，EFM32PG23 的复位也将在板控制器启动期间发出。这意味着移除板控制器的电源（拔下 J-Link USB 电缆）不会产生复位，但在板控制器启动时重新插入电缆会。

外设

Pro 套件具有一组外设，可展示 EFM32PG23 的某些功能。
请注意，大多数路由到外围设备的 EFM32PG23 I/O 也路由到分线焊盘或 EXP 接头，在使用这些时必须考虑到这一点。

6.1 按钮和 LED
该套件有两个标记为 BTN0 和 BTN1 的用户按钮。它们直接连接到 EFM32PG23，并通过时间常数为 1 ms 的 RC 滤波器进行去抖处理。这些按钮连接到引脚 PA5 和 PB4。
该套件还具有两个标记为 LED0 和 LED1 的黄色 LED，它们由 EFM32PG23 上的 GPIO 引脚控制。 LED 以高电平有效配置连接到引脚 PC8 和 PC9。

6.2 液晶显示屏
一个 20 针段 LCD 连接到 EFM32 的 LCD 外设。 LCD 有 4 条公共线和 10 段线，在四工模式下总共有 40 段。这些线不在分线盘上共享。有关信号到段映射的信息，请参阅套件原理图。
该套件还提供了一个连接到 EFM32 LCD 外设电荷泵引脚的电容器。

6.3 Si7021 相对湿度和温度传感器

Si7021 |2C 相对湿度和温度传感器是一款单片 CMOS IC，集成了湿度和温度传感器元件、模数转换器、信号处理、校准数据和 IXNUMXC 接口。已获得专利的行业标准低 K 聚合物电介质用于感测湿度，可构建具有低漂移和迟滞以及出色的长期稳定性的低功耗单片 CMOS 传感器 IC。
湿度和温度传感器经过工厂校准，校准数据存储在片上非易失性存储器中。这可确保传感器完全可互换，无需重新校准或更改软件。
Si7021 采用 3×3 mm DFN 封装，可回流焊接。它可以用作 3×3 mm DFN-6 封装中现有 RH/温度传感器的硬件和软件兼容的直接升级，具有更宽范围内的精确传感和更低的功耗。可选的工厂安装盖提供低专业file是在组装（例如回流焊接）期间和整个产品生命周期（不包括疏水性/疏油性液体）和颗粒物的情况下保护传感器的便捷方法。
Si7021 提供精确、低功耗、工厂校准的数字解决方案，非常适合在从 HVAC/R 和资产跟踪到工业和消费平台的应用中测量湿度、露点和温度。
用于 Si2 的 |7021C 总线与 EXP 接头共享。该传感器由 VMCU 供电，这意味着传感器的电流消耗包含在 AEM 测量中。

请参阅 Silicon Labs web 更多信息页面： http://www.silabs.com/humidity-sensors.

6.4 LC 传感器
用于演示低能量传感器接口 (LESENSE) 的电感电容传感器位于电路板的右下方。 LESENSE 外设使用 voltag数模转换器 (VDAC) 通过电感设置振荡电流，然后使用模拟比较器 (ACMP) 测量振荡衰减时间。振荡衰减时间会受到电感器几毫米内金属物体的影响。
LC 传感器可用于实现当金属物体靠近电感器时将 EFM32PG23 从睡眠中唤醒的传感器，该传感器再次可用作公用事业仪表脉冲计数器、门警报开关、位置指示器或其他应用想要感知金属物体的存在。

有关 LC 传感器使用和操作的更多信息，请参阅应用说明“AN0029：低能量传感器接口 - 感应感应”，该应用说明可在 Simplicity Studio 或 Silicon Labs 的文档库中找到 web地点。

6.5 IADC SMA 连接器
该套件具有一个 SMA 连接器，该连接器通过单端配置中的一个专用 IADC 输入引脚 (AIN32) 连接到 EFM23PG0˙s IADC。专用 ADC 输入有助于外部信号和 IADC 之间的最佳连接。
SMA 连接器和 ADC 引脚之间的输入电路设计为在各种 s 下实现最佳稳定性能之间的良好折衷。ampling 速度，并在过卷的情况下保护 EFM32tage 情况。如果在高精度模式下使用 IADC 并将 ADC_CLK 配置为高于 1 MHz，则将 549 Ω 电阻替换为 0 Ω 是有益的。这是以减少过度波动为代价的tage 保护。有关 IADC 的更多信息，请参阅设备参考手册。

请注意，SMA 连接器输入上有一个 49.9 Ω 的接地电阻，根据源的输出阻抗，该电阻会影响测量。添加了 49.9 Ω 电阻器以提高 50 Ω 输出阻抗源的性能。

6.6 虚拟串口
为主机 PC 和目标 EFM32PG23 之间的应用程序数据传输提供了到板控制器的异步串行连接，从而无需外部串行端口适配器。

虚拟 COM 端口由目标设备和板控制器之间的物理 UART 和板控制器中的逻辑功能组成，该功能使串行端口通过 USB 对主机 PC 可用。 UART 接口由两个引脚和一个使能信号组成。

表 6.1。虚拟 COM 端口接口引脚

信号	描述
VCOM_TX	将数据从 EFM32PG23 传输到板控制器
VCOM_RX	从板控制器接收数据到 EFM32PG23
VCOM_使能	启用 VCOM 接口，允许数据通过板控制器

笔记： VCOM 端口仅在板控制器通电时可用，需要插入 J-Link USB 电缆。

高级能量监视器

7.1 使用
Advanced Energy Monitor (AEM) 数据由板控制器收集，并可由 Energy Pro 显示filer，可通过 Simplicity Studio 获得。通过使用 Energy Profiler，电流消耗和体积tage 可以实时测量并链接到 EFM32PG23 上运行的实际代码。

7.2 运行原理
为了准确测量 0.1 µA 至 47 mA（114 dB 动态范围）的电流，电流检测 amplifier 与双增益 s 一起使用tage. 现在的感觉 amp升压器测量体积tage 落在一个小的串联电阻上。增益tag进一步 amp活出这卷tage 使用两种不同的增益设置来获得两个电流范围。这两个范围之间的转换发生在 250 µA 左右。数字滤波和平均是在板控制器内完成的amp文件导出到 Energy Profiler 应用程序。
在套件启动期间，将执行 AEM 的自动校准，以补偿感测中的偏移误差 amp利器。

7.3 准确性和性能
AEM 能够测量 0.1 µA 至 47 mA 范围内的电流。对于 250 µA 以上的电流，AEM 的精度在 0.1 mA 以内。当测量低于 250 µA 的电流时，精度会增加到 1 µA。尽管绝对精度在 1 µA 以下范围内为 250 µA，但 AEM 能够检测到小至 100 nA 的电流消耗变化。 AEM 产生 6250 电流amp每秒 les。

板载调试器

PG23 Pro 套件包含一个集成调试器，可用于下载代码和调试 EFM32PG23。除了在套件上对 EFM32PG23 进行编程外，调试器还可用于对外部 Silicon Labs EFM32、EFM8、EZR32 和 EFR32 器件进行编程和调试。

调试器支持与 Silicon Labs 设备一起使用的三种不同调试接口：

串行线调试，用于所有 EFM32、EFR32 和 EZR32 设备
JTAG，可与 EFR32 和一些 EFM32 设备一起使用
C2 Debug，与 EFM8 设备一起使用

为确保准确调试，请为您的设备使用适当的调试接口。板上的调试连接器支持所有这三种模式。

8.1 调试模式
要对外部设备进行编程，请使用调试连接器连接到目标板并将调试模式设置为 [Out]。通过将调试模式设置为 [In]，同样的连接器还可用于将外部调试器连接到套件上的 EFM32PG23 MCU。
在 Simplicity Studio 中选择活动调试模式。
调试 MCU：在此模式下，板载调试器连接到套件上的 EFM32PG23。

调试输出： 在此模式下，板载调试器可用于调试安装在定制板上的受支持的 Silicon Labs 设备。

调试输入： 在此模式下，板载调试器断开连接，可以连接外部调试器对套件上的 EFM32PG23 进行调试。

笔记： 要使“Debug IN”工作，套件板控制器必须通过调试 USB 连接器供电。

8.2 电池供电调试
当 EFM32PG23 由电池供电且 J-Link USB 仍处于连接状态时，板载调试功能可用。如果 USB 电源断开，则 Debug IN 模式将停止工作。
如果在目标使用其他能源（例如电池）运行并且板控制器断电时需要调试访问，请直接连接到用于调试的 GPIO。这可以通过连接到分线焊盘上的适当引脚来完成。一些 Silicon Labs 套件为此提供了专用的排针。

9. 套件配置和升级
Simplicity Studio 中的套件配置对话框允许您更改 J-Link 适配器调试模式、升级其固件以及更改其他配置设置。要下载 Simplicity Studio，请访问 silabs.com/simplicity.
在 Simplicity Studio 的 Launcher 透视图的主窗口中，显示了所选 J-Link 适配器的调试模式和固件版本。单击其中任何一个旁边的 [Change] 链接以打开套件配置对话框。

9.1 固件升级
升级套件固件是通过 Simplicity Studio 完成的。 Simplicity Studio 将在启动时自动检查新更新。
您还可以使用套件配置对话框进行手动升级。单击 [Update Adapter] 部分中的 [Browse] 按钮以选择正确的 file 以 .emz 结尾。然后，单击 [安装包] 按钮。

原理图、装配图和 BOM

安装套件文档包后，可通过 Simplicity Studio 获得原理图、装配图和材料清单 (BOM)。它们也可从 Silicon Labs 的套件页面获得 web地点： http://www.silabs.com/.

套件修订历史和勘误表

11.1 修订历史
套件修订版印在套件的包装盒标签上，如下图所示。

表 11.1。套件修订历史

套件修订	发布	描述
A02	11 年 2021 月 XNUMX 日	具有 BRD2504A 版本 A03 的初始套件版本。

11.2 勘误表
该套件目前没有已知问题。

文档修订历史

1.0
2021 年 XNUMX 月

初始文档版本

简单工作室
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物联网产品组合 www.silabs.com/物联网	软件/硬件 www.silabs.com/simplicity	质量 www.silabs.com/quality	支持与社区 www.silabs.com/community

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文件/资源

SILICON LABS EFM32PG23 Gecko 微控制器 [pdf] 用户指南
EFM32PG23 Gecko 微控制器, EFM32PG23, Gecko 微控制器, 微控制器

参考

用户手册

EFM32PG23 Gecko 微控制器

介绍

套件框图

套件硬件布局

连接器