【经验】Zigbee SoC芯片EFR32MG21系列如何进行BatteryMonitor Plugin的修正

时间： 2020-02-07 来源：世强

技术问答

SILICON LABS的Zigbee SoC芯片EFR32MG系列，与市场同类芯片相比，具有功耗低（1.5uA睡眠功耗，9mA接收功耗，16mA发射功耗at 3dbm），射频性能好（-104.7dbm接收灵敏度，+20dbm最高发射功率），Zigbee网络协议栈性能优（至少400节点在Silicon Labs办公室长期运行测试），在Zigbee市场上占有很高的份额，且目前还有很多工程师在投入研发。

Silicon Labs的EFR32MG Series 2系列由于成本的降低、体积变小、射频性能提升等优点，成为市场的新宠。但是截止EmberZNet 6.7.0版本，对应EFR32MG21系列芯片的Battery Monitor Plugin尚未更新，本文将代码奉上，供参考。主要是使用EFR32MG21的AVDD来测量主供电电压。

对Zigbee工程的battery-monitor-efr32.c直接进行修改，建议Edit in SDK：

在更改时建议增加

#if EFR32MG21

#endif

来避免本次修改对其他工程产生的影响。

前提是需要添加em_iadc.c到工程，参考文章（【经验】SiliconLabs集成开发环境SimplicityStudio IDE如何为工程添加链接文件）

将原文件line 22处 #include “em_adc.h”

修改为：

#if EFR32MG21

#include "em_iadc.h"

#else

#include "em_adc.h"

#endif

——————————————分割线——————————————————

原文件line 73处的#define ADC_REFERENCE_VOLTAGE_MILLIVOLTS 5000修改为：

#define ADC_REFERENCE_VOLTAGE_MILLIVOLTS 1200

原文件Line 111处函数：void halBatteryMonitorInitialize(void)修改为：

void halBatteryMonitorInitialize(void)

{

#if EFR32MG21

CMU_ClockEnable(cmuClock_IADC0, true);

// Declare init structs

IADC_Init_t init = IADC_INIT_DEFAULT;

IADC_AllConfigs_t initAllConfigs = IADC_ALLCONFIGS_DEFAULT;

IADC_InitSingle_t initSingle = IADC_INITSINGLE_DEFAULT;

IADC_SingleInput_t initSingleInput = IADC_SINGLEINPUT_DEFAULT;

IADC_reset(IADC0);

// Set reference voltage, positive-, negative inputs

initAllConfigs.configs[0].reference = iadcCfgReferenceInt1V2;

//initAllConfigs.configs[0].analogGain = iadcCfgAnalogGain3x;

initSingleInput.posInput = iadcPosInputAvdd;

initSingleInput.negInput = iadcNegInputGnd;

// Initialize IADC

IADC_init(IADC0, &init, &initAllConfigs);

// Initialize Scan

IADC_initSingle(IADC0, &initSingle, &initSingleInput);

IADC0->SINGLE |= 1;

// Allocate the analog bus for ADC0 inputs

// GPIO->IADC_INPUT_0_BUS |= IADC_INPUT_BUSALLOC;

//GPIO->CDBUSALLOC

// IADC_command(IADC0, iadcCmdStartSingle);

// IADC_Result_t sample=IADC_pullSingleFifoResult(IADC0);

// // vData = sample.data;

// // voltageMilliV = AdcToMilliV(vData);

// emberAfPluginBatteryMonitorDataCallback(sample.data);

emberEventControlSetDelayMS(emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventControl,MS_BETWEEN_BATTERY_CHECK);

#else

uint32_t flags;

ADC_Init_TypeDef init = ADC_INIT_DEFAULT;

ADC_InitSingle_TypeDef initAdc = ADC_INITSINGLE_BATTERY_VOLTAGE;

// Enable ADC clock

CMU_ClockEnable(cmuClock_ADC0, true);

// Initialize the ADC peripheral

ADC_Init(ADC0, &init);

// Setup ADC for single conversions for reading AVDD with a 5V reference

ADC_InitSingle(ADC0, &initAdc);

flags = ADC_IntGet(ADC0);

ADC_IntClear(ADC0, flags);

ADC_Start(ADC0, adcStartSingle);

CMU_ClockEnable(cmuClock_PRS, true);

// Initialize the PRS system to drive a GPIO high when the preamble is in the

// air, effectively becoming a TX_ACT pin

PRS_SourceSignalSet(BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_CHANNEL,

PRS_SOURCE,

PRS_SIGNAL,

PRS_EDGE);

// Enable the PRS channel and set the pin routing per the settings in the

// board configuration header

PRS->ROUTEPEN = 1 << BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_CHANNEL;

PRS->PRS_ROUTE_LOC = PRS->PRS_ROUTE_LOC & ~PRS_PIN_MASK;

PRS->PRS_ROUTE_LOC = PRS->PRS_ROUTE_LOC

| (BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_LOC

<< PRS_PIN_SHIFT);

GPIO_PinModeSet(BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_PORT,

BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_PIN,

gpioModePushPull,

0);

// Set up the generic interrupt controller to activate the readADC event when

// TX_ACTIVE goes hi

irqConfig = halGenericInterruptControlIrqCfgInitialize(

BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_PIN,

BSP_BATTERYMON_TX_ACTIVE_PORT,

0);

halGenericInterruptControlIrqEventRegister(

irqConfig,

&emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventControl);

halGenericInterruptControlIrqEdgeConfig(irqConfig,

HAL_GIC_INT_CFG_LEVEL_POS);

halGenericInterruptControlIrqEnable(irqConfig);

#endif

}

——————————————分割线——————————————————————

原文件Line 173处函数 void emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventHandler(void)修改为：

void emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventHandler(void)

{

#if EFR32MG21

uint16_t voltageMilliV;

uint32_t vData;

uint32_t currentMsTick = halCommonGetInt32uMillisecondTick();

uint32_t timeSinceLastMeasureMS = currentMsTick - lastBatteryMeasureTick;

//emberEventControlSetInactive(emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventControl);

//if (timeSinceLastMeasureMS >= MS_BETWEEN_BATTERY_CHECK)

{

IADC_command(IADC0, iadcCmdStartSingle);

IADC_Result_t sample=IADC_pullSingleFifoResult(IADC0);

//double singleResult = sample.data * 3.3 / 0xFFF;

vData = sample.data;

voltageMilliV = 4*AdcToMilliV(vData);

emberAfPluginBatteryMonitorDataCallback(voltageMilliV);

lastReportedVoltageMilliV = voltageMilliV;

lastBatteryMeasureTick = currentMsTick;

}

emberEventControlSetDelayMS(emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventControl,MS_BETWEEN_BATTERY_CHECK);

#else

uint32_t flags;

uint32_t vData;

uint16_t voltageMilliV;

uint32_t currentMsTick = halCommonGetInt32uMillisecondTick();

uint32_t timeSinceLastMeasureMS = currentMsTick - lastBatteryMeasureTick;

ADC_InitSingle_TypeDef initAdc = ADC_INITSINGLE_BATTERY_VOLTAGE;

emberEventControlSetInactive(emberAfPluginBatteryMonitorReadADCEventControl);

// In case something else in the system was using the ADC, reconfigure it to

// properly sample the battery voltage

ADC_InitSingle(ADC0, &initAdc);

if (timeSinceLastMeasureMS >= MS_BETWEEN_BATTERY_CHECK) {

// The most common and shortest (other than the ACK) transmission is the

// data poll. It takes 512 uS for a data poll, which is plenty of time for

// a 16 cycle conversion

flags = ADC_IntGet(ADC0);

ADC_IntClear(ADC0, flags);

ADC_Start(ADC0, adcStartSingle);

// wait for the ADC to finish sampling

while ((ADC_IntGet(ADC0) & ADC_IF_SINGLE) != ADC_IF_SINGLE) {

}

vData = ADC_DataSingleGet(ADC0);

voltageMilliV = AdcToMilliV(vData);

// filter the voltage to prevent spikes from overly influencing data

voltageMilliV = filterVoltageSample(voltageMilliV);

emberAfPluginBatteryMonitorDataCallback(voltageMilliV);

lastReportedVoltageMilliV = voltageMilliV;

lastBatteryMeasureTick = currentMsTick;

}

#endif

}

—————————————————分割线———————————————————

最后说明一下，该电池电压测量经修改后，不再是RF发送时测量电池电压，而是周期性测量电池电压。

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asd Lv8 2020-02-19

nice
ACE Lv7. 资深专家 2020-02-07

学写了

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产品型号	品类	Protocol Stack	Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)	Flash(kB)	RAM(kB)	GPIO(个数)	Operating Temperature(℃)	Storage Temperature(℃)	Pin Count	AVDD Supply Voltage(V)
EFR32MG12P433F1024GL125-C	Gecko Multi-Protocol Wireless SoC	Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN	2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm	1024kB	256kB	65	-40℃~85℃	-50℃~150℃	BGA125	1.8V~3.8V

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