SILICON LABS EFM32PG23 Gecko 微控制器使用者指南

4.1 分線盤
EFM32PG23 的大部分 GPIO 引腳都可在電路板頂部和底部邊緣的排針排上使用。它們具有標準的 2.54 毫米間距，如果需要，可以焊接排針。除了 I/O 引腳外，還提供到電源軌和接地的連接。請注意，某些引腳用於套件外設或功能，如果不進行權衡，可能無法用於定制應用。
下圖顯示了分線盤的引腳排列和電路板右邊緣的 EXP 接頭的引腳排列。 EXP 頭將在下一節中進一步解釋。分接焊盤連接也印在每個引腳旁邊的絲網印刷中，以便於參考。

下表顯示了分接焊盤的引腳連接。它還顯示了哪些套件外設或功能連接到不同的引腳。

表 4.1。底行 (J101) 引腳排列

別針	EFM32PG23 輸入/輸出引腳	共享功能
1	單片機	EFM32PG23 卷tage 域（由 AEM 測量）
2	接地	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_啟用

別針	EFM32PG23 輸入/輸出引腳	共享功能
10	PB1	VCOM_使能
11	NC
12	NC
13	快速恢復時間	EFM32PG23 復位
14	AIN1
15	接地	地面
16	3V3	板控制器電源

別針	EFM32PG23 輸入/輸出引腳	共享功能
1	5V	闆卡USB卷tage
2	接地	地面
3	NC
4	NC
5	NC
6	NC
7	NC
8	PA8	傳感器_I2C_SCL / EXP15
9	PA7	傳感器_I2C_SDA / EXP16
10	PA5	UIF_BUTTON0/EXP9
11	PA3	調試_TDO_SWO
12	PA2	調試_TMS_SWDIO
13	PA1	調試_TCK_SWCLK
14	NC
15	接地	地面
16	3V3	板控制器電源

4.2 經驗頭
在板的右側，提供有角度的 20 針 EXP 接頭，以允許連接外圍設備或插件板。該連接器包含許多 I/O 引腳，可用於 EFM32PG23 Gecko 的大部分功能。此外，還暴露了 VMCU、3V3 和 5V 電源軌。
此連接器遵循的標準可確保 SPI、UART 和 I²C 匯流排等常用週邊裝置可在連接器的固定位置上使用。其餘引腳用於通用 I/O。這允許定義可插入許多不同的 Silicon Labs 套件的擴充板。
下圖顯示了 PG23 Pro 套件的 EXP 接頭的引腳分配。由於可用 GPIO 引腳數量的限制，一些 EXP 接頭引腳與套件功能共享。

表 4.3。 EXP 接頭引腳分配

別針	聯繫	EXP 頭函數	共享功能
20	3V3	板控制器電源
18	5V	板控制器 USB 卷tage
16	PA7	I2C_SDA	傳感器_I2C_SDA
14	PB6	串口接收	VCOM_RX
12	PB5	串口_發送	VCOM_TX
10	NC
8	NC
6	NC
4	NC
2	單片機	EFM32PG23 卷tage 域，包含在 AEM 測量中。

19	BOARD_ID_SDA	連接到板控制器以識別附加板。
17	BOARD_ID_SCL	連接到板控制器以識別附加板。
15	PA8	I2C_SCL	傳感器_I2C_SCL
13	PC9	通用輸入輸出介面	UIF_LED1
11	PB4	通用輸入輸出介面	UIF_BUTTON1
9	PA5	通用輸入輸出介面	UIF_BUTTON0

別針	聯繫	EXP 頭函數	共享功能
7	NC
5	NC
3	AIN1	ADC 輸入
1	接地	地面

4.3 調試連接器（DBG）
調試連接器具有雙重用途，基於調試模式，可使用 Simplicity Studio 進行設置。如果選擇“Debug IN”模式，則連接器允許外部調試器與板載 EFM32PG23 一起使用。如果選擇“Debug OUT”模式，則連接器允許套件用作面向外部目標的調試器。如果選擇“Debug MCU”模式（默認），則連接器與板控制器和板載目標設備的調試接口隔離。
由於此連接器會自動切換以支援不同的操作模式，因此僅當板控制器通電（連接 J-Link USB 連接線）時才可用。如果在板控制器未通電時需要對目標設備進行調試訪問，則應透過直接連接到分接頭上的相應引腳來完成。連接器的引腳排列遵循標準 ARM Cortex 調試 19 引腳連接器的引腳排列。
下面詳細描述了引腳排列。請注意，即使連接器支援 JTAG 除了 Serial Wire Debug 之外，並不一定意味著套件或板載目標器件支持此功能。

儘管引腳排列與 ARM Cortex 調試連接器的引腳排列匹配，但它們並不完全兼容，因為引腳 7 已從 Cortex 調試連接器物理移除。一些電纜有一個小插頭，當此引腳存在時，可以防止它們被使用。如果是這種情況，請拔下插頭，或使用標準的 2×10 1.27 毫米直電纜。

表 4.4。調試連接器引腳說明

引腳號	功能	筆記
1	目標	目標參考卷tage. 用於在目標和調試器之間轉換邏輯信號電平。
2	TMS / SDWIO / C2D	JTAG 測試模式選擇，串行線數據或 C2 數據
4	TCK / SWCLK / C2CK	JTAG 測試時鐘、串行線時鐘或 C2 時鐘
6	TDO/SWO	JTAG 測試數據輸出或串行線輸出
8	TDI/C2Dps	JTAG 測試數據輸入，或 C2D “引腳共享”功能
10	復位/C2CKps	目標設備復位，或 C2CK “引腳共享”功能
12	NC	跟踪時鐘
14	NC	追踪0
16	NC	追踪1
18	NC	追踪2
20	NC	追踪3
9	電纜檢測	接地
11, 13	NC	未連接
3、5、15、17、19	接地

4.4 簡單連接器
Pro 套件中的 Simplicity 連接器支持高級調試功能，例如用於外部目標的 AEM 和虛擬 COM 端口。引腳排列如下圖所示。

圖中的信號名稱和管腳說明表均參考板控制器。這意味著 VCOM_TX 應該連接到外部目標的 RX 引腳，VCOM_RX 連接到目標的 TX 引腳，VCOM_CTS 連接到目標的 RTS 引腳，VCOM_RTS 連接到目標的 CTS 引腳。
注意：從 VMCU vol 汲取的電流tage 引腳包含在 AEM 測量中，而 3V3 和 5V voltage 引腳不是。要使用 AEM 監控外部目標的電流消耗，請將板載 MCU 置於最低能量模式，以盡量減少其對測量的影響。

表 4.5。 Simplicity 連接器引腳說明

引腳號	功能	描述
1	單片機	3.3 V 電源軌，由 AEM 監控
3	3V3	3.3 V 電源軌
5	5V	5 V 電源軌
2	VCOM_TX	虛擬 COM TX
4	VCOM_RX	虛擬 COM RX
6	VCOM_CTS	虛擬 COM CTS
8	VCOM_RTS	虛擬 COM RTS
17	BOARD_ID_SCL	闆卡 ID SCL
19	BOARD_ID_SDA	闆卡 ID SDA
10、12、14、16、18、20	NC	未連接
7、9、11、13、15	接地	地面

電源和復位

5.1 MCU 電源選擇
pro 套件上的 EFM32PG23 可由以下電源之一供電：

調試 USB 電纜

3 V 鈕扣電池

MCU 的電源是通過 pro kit 左下角的滑動開關選擇的。下圖顯示瞭如何使用滑動開關選擇不同的電源。

當開關處於 AEM 位置時，專業套件上的低雜訊 3.3 V LDO 用於為 EFM32PG23 供電。該 LDO 再次由調試 USB 電纜供電。高級能量監視器現在串聯連接，可實現精確的高速電流測量和能量調試/分析。
將開關置於 BAT 位置時，可使用 CR20 插座中的 2032 毫米鈕扣電池為設備供電。開關處於此位置時，沒有電流測量處於活動狀態。這是使用外部電源為 MCU 供電時推薦的開關位置。
筆記： Advanced Energy Monitor 只能在電源選擇開關處於 AEM 位置時測量 EFM32PG23 的電流消耗。

5.2 板控制器電源
板控制器負責調試器和 AEM 等重要功能，並通過板左上角的 USB 端口專門供電。套件的這一部分位於單獨的電源域中，因此可以為目標器件選擇不同的電源，同時保留調試功能。此電源域也被隔離，以防止在移除電路板控制器的電源時從目標電源域洩漏電流。
板控制器電源域不受電源開關位置的影響。
該套件經過精心設計，可在其中一個斷電時保持電路板控制器和目標電源域相互隔離。這可確保目標 EFM32PG23 設備將繼續在 BAT 模式下運行。

5.3 EFM32PG23 復位
EFM32PG23 MCU 可以通過幾個不同的來源復位：

用戶按下 RESET 按鈕
板載調試器將#RESET 引腳拉低
將#RESET 引腳拉低的外部調試器

除了上面提到的複位源之外，EFM32PG23 的複位也將在板控制器啟動期間發出。這意味著移除板控制器的電源（拔下 J-Link USB 電纜）不會產生復位，但在板控制器啟動時重新插入電纜會。

週邊設備

Pro 套件具有一組外設，可展示 EFM32PG23 的某些功能。
請注意，大多數路由到外圍設備的 EFM32PG23 I/O 也路由到分線焊盤或 EXP 接頭，在使用這些時必須考慮到這一點。

6.1 按鈕和 LED
該套件有兩個標記為 BTN0 和 BTN1 的使用者按鈕。它們直接連接到 EFM32PG23，並透過時間常數為 1 ms 的 RC 濾波器進行去抖動處理。這些按鈕連接到引腳 PA5 和 PB4。
該套件還具有兩個標記為 LED0 和 LED1 的黃色 LED，它們由 EFM32PG23 上的 GPIO 引腳控制。 LED 以高電平有效配置連接到引腳 PC8 和 PC9。

6.2液晶屏
一個 20 針段 LCD 連接到 EFM32 的 LCD 外設。 LCD 有 4 條公共線和 10 段線，在四工模式下總共有 40 段。這些線不在分線盤上共享。有關信號到段映射的信息，請參閱套件原理圖。
該套件還提供了一個連接到 EFM32 LCD 外設電荷泵引腳的電容器。

6.3 Si7021 相對濕度和溫度傳感器

Si7021 |2C 相對濕度和溫度感測器是一款單晶片 CMOS IC，整合了濕度和溫度感測器元件、類比數位轉換器、訊號處理、校準資料和 IXNUMXC 介面。已獲得專利的行業標準低 K 聚合物電介質用於感測濕度，可構建具有低漂移和遲滯以及出色的長期穩定性的低功耗單片 CMOS 感測器 IC。
濕度和溫度傳感器經過工廠校準，校準數據存儲在片上非易失性存儲器中。這可確保傳感器完全可互換，無需重新校准或更改軟件。
Si7021 採用 3×3 mm DFN 封裝，可回流焊接。它可以用作 3×3 mm DFN-6 封裝中現有 RH/溫度傳感器的硬件和軟件兼容的直接升級，具有更寬範圍內的精確傳感和更低的功耗。可選的工廠安裝蓋提供低專業file是在組裝（例如回流焊接）期間和整個產品生命週期（不包括疏水性/疏油性液體）和顆粒物的情況下保護感測器的便捷方法。
Si7021 提供精確、低功耗、工廠校準的數字解決方案，非常適合在從 HVAC/R 和資產跟踪到工業和消費平台的應用中測量濕度、露點和溫度。
用於 Si2 的 |7021C 匯流排與 EXP 接頭共用。此感測器由 VMCU 供電，這意味著感測器的電流消耗包含在 AEM 測量中。

請參閱 Silicon Labs web 更多信息頁面： http://www.silabs.com/humidity-sensors.

6.4 LC 傳感器
用於演示低能量傳感器接口 (LESENSE) 的電感電容傳感器位於電路板的右下方。 LESENSE 外設使用 voltag數模轉換器 (VDAC) 通過電感設置振盪電流，然後使用模擬比較器 (ACMP) 測量振盪衰減時間。振盪衰減時間會受到電感器幾毫米內金屬物體的影響。
LC 傳感器可用於實現當金屬物體靠近電感器時將 EFM32PG23 從睡眠中喚醒的傳感器，該傳感器再次可用作公用事業儀表脈衝計數器、門警報開關、位置指示器或其他應用想要感知金屬物體的存在。

有關 LC 傳感器使用和操作的更多信息，請參閱應用說明“AN0029：低能量傳感器接口 - 感應感應”，該應用說明可在 Simplicity Studio 或 Silicon Labs 的文檔庫中找到 web地點。

6.5 IADC SMA 連接器
該套件具有一個 SMA 連接器，該連接器通過單端配置中的一個專用 IADC 輸入引腳 (AIN32) 連接到 EFM23PG0˙s IADC。專用 ADC 輸入有助於外部信號和 IADC 之間的最佳連接。
SMA 連接器和 ADC 引腳之間的輸入電路設計為在各種 s 下的最佳建立性能之間取得良好的折衷。ampling 速度，並在過卷的情況下保護 EFM32tage 情況。如果在高精度模式下使用 IADC 並將 ADC_CLK 配置為高於 1 MHz，則將 549 Ω 電阻替換為 0 Ω 是有益的。這是以減少過度波動為代價的tage 保護。有關 IADC 的更多信息，請參閱設備參考手冊。

請注意，SMA 連接器輸入上有一個 49.9 Ω 的接地電阻，根據源的輸出阻抗，該電阻會影響測量。添加了 49.9 Ω 電阻器以提高 50 Ω 輸出阻抗源的性能。

6.6 虛擬串口
為主機 PC 和目標 EFM32PG23 之間的應用程序數據傳輸提供了到板控制器的異步串行連接，從而無需外部串行端口適配器。

虛擬 COM 端口由目標設備和板控制器之間的物理 UART 和板控制器中的邏輯功能組成，該功能使串行端口可通過 USB 對主機 PC 可用。 UART 接口由兩個引腳和一個使能信號組成。

表 6.1。虛擬 COM 端口接口引腳

訊號	描述
VCOM_TX	將數據從 EFM32PG23 傳輸到板控制器
VCOM_RX	從板控制器接收數據到 EFM32PG23
VCOM_使能	啟用 VCOM 接口，允許數據通過板控制器

筆記： VCOM 端口僅在板控制器通電時可用，需要插入 J-Link USB 電纜。

高級能量監視器

7.1 使用
Advanced Energy Monitor (AEM) 數據由板控制器收集，並可由 Energy Pro 顯示filer，可通過 Simplicity Studio 獲得。通過使用 Energy Profiler，電流消耗和體積tage 可以實時測量並鏈接到 EFM32PG23 上運行的實際代碼。

7.2 運行原理
為了準確測量 0.1 µA 至 47 mA（114 dB 動態範圍）的電流，電流檢測 amplifier 與雙增益 s 一起使用tage. 現在的感覺 amp升壓器測量體積tage 落在一個小的串聯電阻上。增益tag進一步 amp活出這卷tage 使用兩種不同的增益設置來獲得兩個電流範圍。這兩個範圍之間的轉換發生在 250 µA 左右。數字濾波和平均是在板控制器內完成的amp文件導出到 Energy Profiler 應用程序。
在套件啟動期間，將執行 AEM 的自動校準，以補償感測中的偏移誤差 amp利器。

7.3 準確性和性能
AEM 能夠測量 0.1 µA 至 47 mA 範圍內的電流。對於 250 µA 以上的電流，AEM 的精度在 0.1 mA 以內。當測量低於 250 µA 的電流時，精度會增加到 1 µA。儘管絕對精度在 1 µA 以下範圍內為 250 µA，但 AEM 能夠檢測到小至 100 nA 的電流消耗變化。 AEM 產生 6250 電流amp每秒 les。

板載調試器

PG23 Pro 套件包含一個集成調試器，可用於下載代碼和調試 EFM32PG23。除了在套件上對 EFM32PG23 進行編程外，調試器還可用於對外部 Silicon Labs EFM32、EFM8、EZR32 和 EFR32 器件進行編程和調試。

調試器支持與 Silicon Labs 設備一起使用的三種不同調試接口：

串行線調試，用於所有 EFM32、EFR32 和 EZR32 設備
JTAG，可與 EFR32 和一些 EFM32 設備一起使用
C2 Debug，與 EFM8 設備一起使用

為確保准確調試，請為您的設備使用適當的調試接口。板上的調試連接器支持所有這三種模式。

8.1 調試模式
要對外部設備進行編程，請使用調試連接器連接到目標板並將調試模式設置為 [Out]。通過將調試模式設置為 [In]，同樣的連接器還可用於將外部調試器連接到套件上的 EFM32PG23 MCU。
在 Simplicity Studio 中選擇活動調試模式。
調試 MCU：在此模式下，板載調試器連接到套件上的 EFM32PG23。

調試輸出： 在此模式下，板載調試器可用於調試安裝在定制板上的受支持的 Silicon Labs 設備。

調試輸入： 在此模式下，板載調試器斷開連接，可以連接外部調試器對套件上的 EFM32PG23 進行調試。

筆記： 要使“Debug IN”工作，套件板控制器必須通過調試 USB 連接器供電。

8.2 電池供電調試
當 EFM32PG23 由電池供電且 J-Link USB 仍處於連接狀態時，板載調試功能可用。如果 USB 電源斷開，則 Debug IN 模式將停止運作。
如果在目標使用其他能源（例如電池）運行並且板控制器斷電時需要調試訪問，請直接連接到用於調試的 GPIO。這可以透過連接到分線焊盤上的適當引腳來完成。一些 Silicon Labs 套件為此提供了專用的排針。

9. 套件配置和升級
Simplicity Studio 中的套件配置對話框允許您更改 J-Link 適配器調試模式、升級其固件以及更改其他配置設置。要下載 Simplicity Studio，請訪問 silabs.com/simplicity.
在 Simplicity Studio 的 Launcher 透視圖的主窗口中，顯示了所選 J-Link 適配器的調試模式和固件版本。單擊其中任何一個旁邊的 [Change] 鏈接以打開套件配置對話框。

9.1 固件升級
升級套件固件是通過 Simplicity Studio 完成的。 Simplicity Studio 將在啟動時自動檢查新更新。
您還可以使用套件配置對話框進行手動升級。單擊 [Update Adapter] 部分中的 [Browse] 按鈕以選擇正確的 file 以 .emz 結尾。然後，單擊 [安裝包] 按鈕。

原理圖、裝配圖和 BOM

安裝套件文檔包後，可通過 Simplicity Studio 獲得原理圖、裝配圖和材料清單 (BOM)。它們也可從 Silicon Labs 的套件頁面獲得 web地點： http://www.silabs.com/.

套件修訂歷史和勘誤表

11.1 修訂歷史
套件修訂版印在套件的包裝盒標籤上，如下圖所示。

表 11.1。套件修訂歷史

套件修訂	已發布	描述
A02	11 年 2021 月 XNUMX 日	具有 BRD2504A 版本 A03 的初始套件版本。

11.2 勘誤表
該套件目前沒有已知問題。

文件修訂歷史

1.0
2021年XNUMX月

初始文檔版本

簡約工作室
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物聯網產品組合 www.silabs.com/物聯網	軟件/硬件 www.silabs.com/simplicity	品質 www.silabs.com/quality	支持與社區 www.silabs.com/community

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下載自艾睿網.

文件/資源

SILICON LABS EFM32PG23 Gecko 微控制器 [pdf] 使用者指南
EFM32PG23 Gecko 微控制器, EFM32PG23, Gecko 微控制器, 微控制器

參考

使用者手冊

EFM32PG23 Gecko 微控制器

介紹

套件框圖

套件硬件佈局

連接器