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【EFR32xG24套件】附件1——全面了解xG24开发板

高工
2022-09-23 13:51:29     打赏

xG24 Dev Kit布局如下:

布局.jpg

运行条件

        参数:

运行条件.jpg

        供电方面可使用USB供电,电池供电,MCU直接供电方式,由上图可知不支持锂电池供电方式,需要使用2节干电池供电,进而推测适用低功耗产品。

        需要注意:板载的RGB LED的亮度会随供电电压变化;电源电压低于2.2 V时,EFR32MG24的内部DC-DC变换器应设置为旁路模式。

硬件分布        框图如下:

框图.jpg

供电电路        该套件可以通过以下接口之一供电:        •USB Micro-B        •电池(CR2032电池或外部电池通过2针电池头连接)        •迷你简约型连接器        系统电源架构如下:

电源.jpg

通常通过USB线或CR2032电池供电。外置电池的2针1.25毫米间距电池连接器也可作为CR2032电池的替代品。连接USB线时,VBUS调降至3.3 V。插入USB线缆后,自动切换电路将系统主电源从电池转到USB,保护电池不受反向电流的影响。使用Mini simple连接器供电时,由于电源直接注入到VMCU网络,因此组件上必须没有其他电源,以避免电力冲突和反哺电池;通过Mini Simplicity连接器为xG24 Dev Kit供电,可以使用Advanced Energy Monitoring进行电流测量。外围设备:芯科Si7021相对湿度和温度传感器;芯科Si7210霍尔效应传感器;2x TDK InvenSense ICS-43434 MEMS麦克风,I2S输出;TDK InvenSense ICM-20689六轴惯性测量传感器;Vishay VEML6035环境光传感器;博世BMP384压力传感器,内置温度传感器;Macronix MX25R3235F超低功耗32mbit SPI闪存;RGB LED和两个按钮;EFR32 IADC的外部精确参考电压;用于EFR32 IADC的U.FL连接器;下图概述外设连接:

外设.jpg

外设具体介绍1、Si7021Si7021 I2C相对湿度和温度传感器是一款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I2C接口的单片CMOS集成电路。具有低功耗,低漂移和滞后,并具有良好的长期稳定性。Si7021提供了一个精确、低功耗、工厂校准的数字解决方案,非常适合测量湿度,露点和温度。在xG24 Dev Kit中,Si7021通过交换机连接。因此,在应用程序使用该开关之前,必须通过将PC09设置为高来启用它。为Si7021供电,将传感器使用的I2C线路连接到EFR32MG24 I2C总线。PC09应赋予初始信号,无论是高或低,以防止其浮动。Si7021与EFR32MG24的连接方式如下图所示:

Si7021.jpg

        需要注意的是,虽然已经采取措施将传感器与板进行热隔离,但当使用USB供电时温度读数将受到影响。当使用电池或通过Mini Simplicity连接器为电路板供电时,可以实现更精确的温度测量,因为板上LDO的自加热消除了,板上调试器处于低功耗状态。2、Si7210· Si7210系列霍尔效应传感器结合了斩波稳定霍尔元件和低噪声模拟放大器,13位模数转换器,和一个I2C接口。利用Silicon Labs成熟的CMOS设计技术,Si7210系列集成了数字信号处理,为温度和偏移漂移提供精确补偿。通过I2C接口可随时读取13位磁场强度。Si7210的应用包括消费、工业和汽车应用中的机械位置传感、簧片开关替换、液位测量、速度传感和控制旋钮和开关。在xG24 Dev Kit中,Si7210通过交换机连接。因此,在应用程序使用该开关之前,必须通过将PC09设置为高来为Si7210供电,并将传感器使用的I2C线路连接到EFR32MG24 I2C总线。应用程序代码应该始终驱动PC09信号,无论是高或低,以防止其浮动。Si7210与EFR32MG24的连接方式如下图所示:

Si7210.jpg

3、MEMS立体声麦克风ICS-43434麦克风是全向MEMS麦克风,具有宽带频率响应和数字I2S输出。麦克风包括MEMS传感器、信号调理、ADC、滤波器和不同的工作模式。ICS-43434是底部端口麦克风,放置在xG24 Dev Kit的底部,吸声通气孔通到顶部。这些孔可以让声波进入麦克风。在xG24 Dev Kit上,ICS-43434麦克风通过交换机连接。因此,在应用程序使用该开关之前,必须通过将PC08设置为高来为麦克风供电,并将传感器的I2S线连接到EFR32MG24。应用程序代码应该始终驱动PC08信号,无论是高或低,以防止其浮动。ICS-43434麦克风与EFR32MG24的连接方式如下图所示:

麦克风.jpg

4、六轴传感器ICM-20689是一种6轴惯性传感器,包括一个3轴陀螺仪和一个3轴加速度计。该传感器通过集成的16位adc和可编程数字滤波器检测X轴、Y轴和z轴周围的加速度和角速度。在xG24 Dev Kit上,ICM-20689通过交换机连接。在应用程序使用该开关之前,必须将PC09设置为高来为ICM-20689供电,并将用于传感器的SPI线连接到EFR32MG24 SPI总线。应用程序代码应该始终驱动PC09信号,无论是高或低,以防止其浮动。请注意中断线上的外部上拉电阻,如果在软件中没有正确处理,这可能会导致反向供电。SPI CS线也输出在防断垫上,因此在防断垫上和IMU上同时进行SPI操作是不可能的,除非在防断垫上为SPI CS使用替代引脚。ICM-20689与EFR32MG24的连接方式如下图所示:

六轴.jpg

惯性传感器位于板的几何中心附近,传感器的坐标系和旋转遵循右手法则,板的空间方向如下图所示:

六轴效果.jpg

5、环境光传感器VEML6035是一种具有I2C数字接口的环境光传感器。在xG24 Dev Kit中,VEML6035通过交换机连接,在应用程序使用该开关之前,必须通过将PC09设置为高来为VEML6035供电,并将用于传感器的I2C线路连接到EFR32MG24 I2C总线。I2C线路与其他板载I2C外设共享。应用程序代码应该始终驱动PC09信号,无论是高或低,以防止其浮动。I2C总线与Qwiic连接器共享,可通过连接器导出。下图为VEML6035与EFR32MG24的连接方式:

环境光.jpg

6、气压传感器BMP384组合了绝对气压压力传感器和温度传感器,具有支持SPI和I2C的数字接口。不需要外部传感元件,该设备具有集成的ADC和ASIC,内置可配置IIR滤波器来抑制噪声。可选择的过采样率提供了低功耗和高分辨率之间的权衡,并可选择跳过温度或压力测量,以防其中一个或另一个是不必要的。在xG24 Dev Kit上,BMP384通过交换机连接。在应用程序使用该开关之前,必须通过将PC09设置为高来为BMP384供电,并将传感器使用的I2C线路连接到EFR32MG24 I2C总线。I2C线路与其他板载I2C外设共享。应用程序代码应该始终驱动PC09信号,无论是高或低,以防止其浮动。I2C总线与Qwiic连接器共享,也通过连接器导出。BMP384和EFR32MG24的连接方式如下图所示:

BMP.jpg

7、外部存储器xG24 Dev Kit包含一个32mbit Macronix SPI Flash,直接连接到EFR32MG24。MX25R系列是超低功率串行闪存器件,因此不需要单独的使能开关来保持低电流消耗。重要的是,当不使用时,总是将闪光灯置于深电源下模式,这是通过在SPI接口上发出命令来完成的。在大功率下,MX25R通常会增加大约7 nA的电流消耗。EFR32MG24与串口flash的连接方式如下图所示:

存储器.jpg

8、按键与LED该套件有两个用户按钮,标记为BTN0和BTN1。它们直接连接到EFR32MG24,并通过时间常数为1 ms的RC滤波器进行过滤,按钮分别连接引脚PB02和PB03。该套件还具有标记为LED0的RGB LED,由EFR32MG24上的GPIO引脚控制。LED以active-low配置连接,每个颜色都可以使用EFR32MG24的TIMER外设进行PWM控制,以产生多种颜色。连接如下:

按键与LED.jpg

9、精密ADC参考电压xG24 Dev Kit包括一个基于ADR1581的高精度电压基准,具有0.12% (1 mV)的初始精度和低温漂移。电压基准,当启用时,提供低噪声1.25 V外部基准输入EFR32MG24 IADC,具有最佳的测量性能。在xG24 Dev Kit上,电压基准通过交换机连接。在IADC使用该开关之前,必须将PA00设置为高。应用程序代码应该始终驱动PA00信号高或低,以防止它浮动。下图是参考电压连接到EFR32MG24的示意图:

ADC.jpg

10、U.FL同轴连接器该套件采用U.FL连接器,通过一个专用ADC输入管脚(AIN0)单端配置连接到EFR32MG24 IADC。专用的ADC输入有助于外部信号与IADC之间的最佳连接。在ADC输入端放置了电荷桶滤波器,有助于提高采样性能和在高采样速度下的测量精度,并对高频信号提供一定的抗干扰的能力。关于IADC性能和配置的详细信息请参见EFR32MG24数据表。

同轴连接器.jpg

11、板载调试器xG24 Dev Kit包含一个独立于EFR32MG24 Wireless Gecko的微控制器,通过USB Micro-B端口为用户提供板载JLink调试器。这种微控制器被称为“板载调试器”,用户不能对其进行编程。当USB电缆被移除时,板载调试器将进入非常低的电源关闭模式(EM4S)。除了提供代码下载和调试功能外,板载调试器还提供了一个用于通用应用程序串行数据传输的虚拟COM端口。下图是目标EFR32MG24设备和机载调试器之间的连接。图中还显示了迷你简单连接器,以及如何连接到相同的I/O引脚:

板载调试器.jpg

12、外接连接器xG24开发套件的特点是一个迷你简单连接器,一个USB Micro-B连接器,和20个外引排针,遵循EXP头引脚。连接器被放置在板的顶部,他们的位置和pinout可以在下图中看到。有关连接器的其他信息,请参见下面的子部分。

扩展连接器.jpg

扩展连接器2.jpg

20个外引排针:10pin排针位于板的左侧,110pin排针位于板的右侧。排针可以使用大多数的EFR32MG24的功能。VMCU(主电源轨)、3V3 (LDO稳压器输出)和5V电源轨也暴露在外。

排针定义.jpg

无线设备RF射频部分射频部分原理图如下图所示:

射频部分.jpg

EFR32MG24射频端口阻抗匹配到50欧姆:2G4RF1引脚连接到一个四元阻抗匹配和谐波滤波电路和一个电容。板载陶瓷天线也通过阻抗匹配组件匹配到50欧姆,并连接EFR32MG24。在BRD2601B上,射频电源(RFVDD)和功放电源(PAVDD)连接在片上DC-DC变换器上,DC-DC变换器默认为整个RF段提供1.8 V。

最后来一句,非常优秀的开发板!





关键词: EFR32xG24     传感器     EFR32MG24         

专家
2022-09-23 15:07:49     打赏
2楼

干货要多多分享啊,让后面的人少走几个坑。


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