EFM32应用方案之电容式触控开关

时间： 2016-05-28 来源：电子技术设计

技术问答

世强代理的EFM32是由SILICON LABS公司采用Cortex-M0+\M3\M4内核设计而来的高性能微控制器，它具有突出的低功耗特性，适用于“三表”（电表、水/热表、气表）、工业控制、警报安全系统、健康与运动应用系统、手持式医疗设备以及智能家居控制等领域。

针对EFM32的低功耗特性以及LESENSE接口的应用特色，本文将详细阐述基于EFM32的电容式触开关方案。

LESENSE简介

LESENSE接口是EFM32微控制器利用片上外设实现可配置传感器检测的低功耗接口。传感器接口检测到的结果可由LESENSE配置16状态的状态机进行解码，也可以保存在缓冲区中，由CPU或DMA进行进一步的处理。

LESENSE除了能在功耗模式EM0和EM1下工作外，还可以在低功耗模式EM2下，通过配置它为事件输入唤醒CPU。

LESENSE特性：
•EFM32的LESENSE接口具有低功耗、可配置特性灵活的特点；
•多达16通道的传感器接入，支持电感式、电容式、电阻式传感器检测输入；
•在EM0、EM1、EM2模式下，自动传感器检测；
•高度可配置的传感器检测结果解码；
•传感器事件中断；
•提供外部传感器可配置使能信号；
•多达16个可保存传感器检测结果的环形缓冲区。

智能触控开关方案
应用背景

随着电容式触控技术的发展与成熟，它在消费电子、智能家居、白色家电上的应用也日趋广泛，得到众多用户的青睐。在我们日常生活中，例如电磁炉、烤箱、洗衣机等家电类产品都是采用不透明玻璃面板和电容式触控按键实现美观时尚的操控界面。电容式触控按键相对于传统的机械开关具有耐用、美观时尚、易于清洁等优点，而且可扩展性良好，能够软件实现复杂的用户操控功能，例如双击、多点触控等功能。

EFM32微控制器片上集成了低功耗传感器接口LESENSE，可实现电容触控检测方案，很好地满足了智能家居、白色家电的电容触控应用需求。

系统结构
家用智能触控开关方案采用EFM32TG110F32作为主控MCU，利用LESENSE接口扩展（4~16通道）电容式触摸按键输入，通过I/O为触控按键增加LED背光，通UART接口与UART-CAN转换模块进行连接，实现基于CAN总线的智能开关与被控对象、后台控制中心的通信。此外，它还可以根据产品个性化需求增加温度传感器、光传感器、红外控制等接口，丰富智能开光的功能。家用智能触控开光方案的结构框图，如图1所示。

图1：电容式触控开关

方案优势
相对于传统的8位微控制器实现的方案，本方案具有以下优势：
1）低功耗
EFM32微控制器在EM2（Deep sleep）低功耗模式下，功耗仅为0.9μA，系统整体功耗非常低，便于电源设计简单化，产品体积减小便于安装。而且在EM2模式下，EFM32的LESENSE、RTC、I2C、LEUART等外设功能模块处在工作状态，这使得在主控MCU内核睡眠的条件下，系统可等待总线通信或用户外部输入操作信号来唤醒系统。系统可长时间处于EM2低功耗模式下，降低整机功耗。

2）集成电容触控接口
传统的电容式触控按键利用外扩电容传感器或使用软件轮询RC充放电电路实现，从而导致电容触控检测的可靠性和稳定性较差，容易出现灵敏度不好，产品一致性差等问题。EFM32内部硬件电路实现LESENSE检测，因此可以在不增加外部硬件设计成本的前提下实现电容触控检测。而且EFM32的LESENSE接口无需CPU周期查询或软件算法进行过多干预，即可完成检测，因此CPU运算负荷及功耗得到降低。

3）硬件支持复杂的检测控制
EFM32的LESENSE模块带有环形缓冲区及状态机界面功能，接口功能的扩展特性良好，可应用于设计复杂的触控操作检测。

4）高性能
EFM32采用Cortex-M0+\M3\M4内核设计，因此相对于8位的微控制器，它具有代码密度高、处理效率快等优势，有利于产品的延伸性开发。

总结
综上所述，EFM32具有优异的低功耗特性，且集成了个性化的低功耗外设部件，非常适合于三表、智能家居控制、安防监控、便携式医疗等领域的应用。

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全部评论（1）

用户17992641 Lv5. 技术专家 2016-06-21

每通道的电流消耗如何？环境适应性如何？（水，汗，。。。低温。。）

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培训文档-商品应用及供应商介绍 - SILICON LABS - 2015年09月02日 PDF 中文下载

EFM32系列MCU在Simplicity studio中如何通过 printf 定向到 LEUART？

对于printf函数的使用，与芯片有关，与调试器有关，与软件平台也有关。Silicon Labs公司的EFM32产品，它使用的是J-Link调试器、通过SWO接口对外输出数据，以实现printf函数功能。所以，它不能通过配置LEUART来实现。EFM32可以在simplicity studio、keil、IAR等3个平台下调试，在各自的平台下，都可以实现printf函数功能。需要注意的是，在硬件连接上，EFM32产品的SWO口，务必要连接到调试接口上。具体实现方法及相关例程，请参考应用笔记《AN0043 EFM32的调试和跟踪》。下载地址：http://www.sekorm.com/doc/43632.html

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Silicon Labs（芯科科技） AN0014 EFM32定时器模块应用笔记

型号- EFM32WG995F64-BGA120,EFM32ZG103F16,EFM32LG332F256,EFM32LG990F64,EFM32LG330F64G-E-QFN64R,EFM32WG890F64,EFM32HG210F64,EFM32G232F128G-E-QFP64R,EFM32WG395F64-BGA120,EFM32G290F64,EFM32GG980F1024,EFM32WG995F128,EFM32GG330F512-QFN64T,EFM32ZG110F16-QFN24T,EFM32G230F128-QFN64,SIM3C156-B-GMR,EFM32WG895F64-BGA120,EFM32G200F32-QFN32,EFM32ZG222F32-QFP48,EFM32WG980F256,EFM32GG942F1024-QFP64,EFM32LG942F128-QFP64,EFM32LG842F128-QFP64,EFM32TG108F32,SIM3L154-C-GM,EFM32WG295F64-BGA120,EFM32LG380F128-QFP100T,EFM32GG332F1024,EFM32HG222F64,EFM32G840F64G-E-QFN64,EFM32HG350F32G-B-CSP36,EFM32LG332F256G-E-QFP64R,EFM32G890F32G-E-BGA112,EFM32LG332F64G-E-QFP64R,SIM3L166-B-GM,EFM32LG380F128-QFP100,EFM32ZG103F32,EFM32G842F64G-E-QFP64,EFM32WG942F64-QFP64,EFM32G230F32G-E-QFN64R,EFM32HG222F32G-B-QFP48,EFM32LG232F256G-E-QFP64,EFM32GG230F512-QFN64T,EFM32LG395F256,EFM32WG332F64-QFP64,EFM32ZG210F16-QFN32,EFM32GG332F512-QFP64,EFM32GG232F512-QFP64,EFM32LG290F128,EFM32HG210F32,EFM32LG990F256-BGA112,EFM32LG290F64,EFM32TG232F32-QFP64,EFM32WG295F256,EFM32HG108F32G-B-QFN24,EFM32WG380F128-QFP100,SIM3C157-B-GM,EFM32HG110F32-QFN24,EFM32TG108F16,EFM32GG390F1024,EFM32GG880F512,EFM32LG330F128G-E-QFN64,EFM32WG990F256-BGA112,EFM32WG890F256,SIM3U134-B-GM,EFM32WG990F256-BGA112T,EFM32G232F32G-E-QFP64R,EFM32GG295F512-BGA120,EFM32LG330F64-QFN64T,EFM32WG230F256-QFN64,EFM32G280F128G-E-QFP100R,EFM32TG842F32-QFP64,EFM32TG842F8-QFP64,EFM32TG232F8-QFP64,EFM32G890F128-BGA112T,EFM32LG380F128,EFM32LG280F128-QFP100,EFM32HG108F32-QFN24,EFM32LG942F256-QFP64T,SIM3L146-C-GM,SIM3L146-C-GQ,EFM32G280F32G-E-QFP100,EFM32TG222F8,EFM32TG825F8,EFM32HG309F32-QFN24,EFM32WG280F128,EFM32G280F128,EFM32ZG222F16-QFP48,EFM32LG990F256,SIM3U156-B-GQR,EFM32G290F32,EFM32HG110F32,EFM32LG232F256-QFP64,EFM32G280F32,EFM32GG980F1024-QFP100,EFM32WG232F256,EFM32LG840F256,EFM32G880F128G-E-QFP100R,EFM32GG395F512-BGA120,EFM32LG230F256G-E-QFN64,EFM32LG880F256-QFP100T,EFM32GG842F1024,EFM32G230F128-QFN64T,EFM32WG940F128,EFM32WG995F128-BGA120,EFM32GG880F1024-QFP100,EFM32HG308F64G-B-QFN24R,EFM32G222F64-QFP48,EFM32GG890F512,EFM32TG840F32-QFN64T,EFM32WG280F128-QFP100,EFM32G210F128,EFM32G890F64G-E-BGA112R,EFM32GG230F1024-QFN64,EFM32TG225F8-BGA48,EFM32HG210F64-QFN32,EFM32ZG103F4,EFM32LG880F128-QFP100,EFM32G880F32-QFP100,EFM32LG380F64,EFM32TG222F16-QFP48,EFM32ZG103F8,EFM32LG890F64,EFM32WG840F128-QFN64,SIM3U157-B-GM,SIM3L136-C-GQ,EFM32G840F64-QFN64T,SIM3U157-B-GQ,EFM32HG110F64,EFM32WG940F128-QFN64,SIM3C166-B-GM,EFM32TG110F4-QFN24,EFM32WG330F64-QFN64,EFM32LG842F256-QFP64T,EFM32LG380F64-QFP100T,EFM32LG330F256,EFM32GG840F512-QFN64T,EFM32WG230F256,EFM32G232F64-QFP64,EFM32TG232F16-QFP64,EFM32HG310F64,EFM32LG330F128-QFN64,EFM32LG280F128,EFM32G290F64G-E-BGA112R,EFM32TG110F32-QFN24T,EFM32G890F128-BGA112,EFM32LG942F128G-E-QFP64,EFM32GG330F1024-QFN64,EFM32LG980F128-QFP100,EFM32LG232F128-QFP64T,EFM32LG290F128-BGA112,EFM32HG310F64-QFN32,EFM32G290F64-BGA112,EFM32HG322F64G-A-QFP48T,EFM32G290F128,EFM32HG322F64,EFM32LG230F128,EFM32LG230F256G-E-QFN64R,EFM32WG895F128-BGA120,SIM3U134-B-GMR,EFM32LG380F64G-E-QFP100,EFM32GG230F1024-QFN64T,EFM32WG840F128-QFN64T,SIM3U167-B-GM,EFM32ZG210F32-QFN32,EFM32LG390F64,EFM32WG880F64,EFM32GG840F1024,EFM32LG332F128G-E-QFP64,EFM32HG310F64G-A-QFN32R,EFM32ZG110F32-QFN24T,EFM32HG310F32,EFM32G280F128-QFP100T,EFM32HG308F64-QFN24,EFM32LG895F256,EFM32WG380F256-QFP100T,SIM3L144-C-GM,EFM32TG210F8-QFN32,EFM32WG880F256-QFP100,EFM32TG225F16,EFM32ZG210F8,EFM32LG880F64,SIM3C144-B-GMR,EFM32WG280F64-QFP100,EFM32GG390F512,EFM32ZG210F4,EFM32GG842F1024-QFP64,EFM32WG940F64,EFM32ZG108F8-QFN24T,EFM32LG230F64-QFN64T,EFM32HG309F32,EFM32TG840F32-QFN64,EFM32LG390F64-BGA112,EFM32LG332F256-QFP64,EFM32WG895F128,EFM32WG880F256,EFM32WG332F128-QFP64,EFM32G200F16-QFN32,EFM32TG822F32-QFP48T,EFM32HG322F32,EFM32WG890F256-BGA112,EFM32G200F16-QFN32T,EFM32GG290F512,EFM32HG309F64,EFM32LG940F256-QFN64,EFM32WG330F256,EFM32WG942F256-QFP64,EFM32LG842F128G-E-QFP64R,EFM32LG880F128,EFM32LG980F64G-E-QFP100,EFM32G842F128,EFM32G880F128G-E-QFP100,EFM32TG225F32,EFM32G200F16G-E-QFN32R,EFM32G222F32G-E-QFP48R,EFM32G280F128G-E-QFP100,EFM32LG940F64-QFN64,EFM32GG895F1024-BGA120,EFM32WG840F256-QFN64,EFM32HG308F32,EFM32GG890F1024-BGA112,EFM32TG825F16-BGA48,EFM32G230F128,EFM32WG390F128-BGA112,EFM32ZG110F4,SIM3U144-B-GM,EFM32ZG110F8,EFM32G880F32-QFP100T,EFM32LG895F128-BGA120,EFM32GG330F512,EFM32LG980F256-QFP100,EFM32TG825F16,EFM32LG230F256-QFN64T,EFM32GG842F512-QFP64,EFM32LG990F64-BGA112,EFM32LG890F128,EFM32HG309F64G-A-QFN24,EFM32LG332F128-QFP64,EFM32G880F64G-E-QFP100,SIM3L164-C-GM,EFM32GG942F512-QFP64,EFM32ZG222F32,EFM32LG995F64,EFM32WG895F256,EFM32LG330F64,EFM32WG380F128,EFM32LG880F64G-E-QFP100R,EFM32TG840F16-QFN64,EFM32WG290F256,EFM32G880F64,EFM32GG880F1024G-E-QFP100,EFM32LG295F256-BGA120,EFM32ZG110F16,EFM32LG840F64G-E-QFN64,EFM32LG995F128,EFM32G222F64G-E-QFP48,EFM32WG395F128,EFM32LG842F128-QFP64T,EFM32TG108F4-QFN24,EFM32ZG210F32,EFM32G890F128,EFM32G880F32G-E-QFP100R,EFM32GG940F1024,EFM32LG295F256,SIM3C1XX,EFM32G280F32G-E-QFP100R,EFM32LG232F128,EFM32ZG222F16,EFM

应用笔记或设计指南 - SILICON LABS - Rev 1.08 - 2016年06月20日 PDF 英文下载

Silicon Labs（芯科科技） EFM32TG-STK3300 评估板使用说明

描述- 开发板操作文档

型号- EFM32TG822F16,EFM32TG222F16,EFM32TG225F8-BGA48,EFM32TG842F16-QFP64,EFM32TG222F8-QFP48,EFM32TG,EFM32TG825F32-BGA48T,EFM32TG222F16-QFP48,EFM32TG210F8,EFM32TG230F16-QFN64,EFM32TG225F32-BGA48,EFM32TG840F8-QFN64,EFM32TG210F32,EFM32TG842F32-QFP64,EFM32TG842F8-QFP64,EFM32TG825F16-BGA48,EFM32TG232F8-QFP64,EFM32TG108F8-QFN24,EFM32TG110F8-QFN24,EFM32TG210F8-QFN32,EFM32TG110F4-QFN24,EFM32TG840F32,EFM32TG225F16,EFM32TG110F32,EFM32TG225F16-BGA48,EFM32TG822F16-QFP48,EFM32TG108F32,EFM32TG110F16-QFN24T,EFM32TG232F16-QFP64,EFM32TG222F32-QFP48,EFM32TG210F16-QFN32,EFM32TG222F8,EFM32TG210F32-QFN32T,EFM32TG825F8,EFM32TG230F8-QFN64,EFM32TG842F8,EFM32TG230F32,EFM32TG110F32-QFN24T,EFM32TG840F8,EFM32TG840F32-QFN64,EFM32TG232F16,EFM32TG110F4,EFM32TG842F16,EFM32TG825F16,EFM32TG230F32-QFN64,EFM32TG110F8,EFM32TG822F32-QFP48T,EFM32TG222F32,EFM32,EFM32TG230F8,EFM32TG232F8,EFM32TG222F32-QFP48T,EFM32TG108F4,EFM32TG108F8,EFM32TG825F8-BGA48,EFM32TG840F16-QFN64,EFM32TG822F32,EFM32TG210F16,EFM32TG842F32-QFP64T,EFM32TG842F32,EFM32TG225F8,EFM32TG110F32-QFN24,EFM32TG-STK3300,EFM32TG822F8-QFP48,EFM32TG822F32-QFP48,EFM32TG110F16,EFM32TG210F32-QFN32,EFM32TG232F32-QFP64,EFM32TG232F32,EFM32TG822F8,EFM32TG108F32-QFN24,EFM32TG840F32-QFN64T,EFM32TG108F16,EFM32TG840F16,EFM32TG225F32,EFM32TG825F32-BGA48,EFM32TG825F32,EFM32TG230F16,EFM32TG110F16-QFN24,EFM32TG108F4-QFN24

评估板使用说明 - SILICON LABS - 2011年05月13日 PDF 英文下载

【经验】“小壁虎“系列MCU模拟外设运算放大器应用配置操作

EFM32系列微控制器芯片内拥有三个运算放大器，分别为OPA0、OPA1 和OPA2。实现各种模拟运算，如放大、加、减、微分和积等。

设计经验发布时间 : 2019-07-27

EFM32系列MCU的GPIO都支持EM4模式唤醒功能吗？

除了Gecko系列MCU不支持，其它系列都支持GPIO从EM4模式中唤醒CPU。不同系列支持从EM4唤醒的引脚相同，但是根据芯片引脚数封装不同，可能没有某些脚。最多的产品有6个GPIO口可以支持通过触发复位从EM4唤醒MCU，在进入EM4模式前可以通过置位CTRL寄存器中EM4RET位使得进EM4也可以保持GPIO输出值、上/下拉电阻等配置。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

EFM32 MCU怎么保证Flash的加密性？

EFM32可实施的加密分为两种方式：硬件加密和软件加密。（1）硬件加密：可通过向Flash的加密lock bit写入使能芯片硬件加密，禁止MCU 的debug功能，以防止代码窃取者读取Flash中的代码。芯片硬件加密使能后，只能通过擦除掉芯片内部Flash的数据，以重新允许芯片的debug调试功能。（2）软件加密：此外，为保证程序代码的唯一性，防止代码窃取者暴力破解芯片后拷贝到其他MCU 中，可结合芯片的唯一ID与加密算法增加芯片的加密特性。实现思路举例：（1）使用编程器在芯片程序烧录时，读取芯片唯一ID，将其与密匙进行AES加密运;算，得到加密的密文①。然后将加密的密文烧录在Flash 的某一固定地址中；（2）在程序启动时，MCU 先读取芯片的唯一ID，通过硬件AES模块对ID与密匙进行加密，得到密文②。然后将得到的密文②与步骤（1）中烧录在Flash中的密文①进行比对，若一致则运行功能代码；若不一致则认为代码被暴力破解移植到其他芯片，跳入异常死循环中。提示：EFM32 具有硬件加密AES模块，仅仅需要数十个内核时钟即可完成计算，实现方便快捷。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

EFM32 Tiny Gecko 11 系列用户指南（EFM32TG11）

型号- EFM32TG822F16,EFM32TG222F16,EFM32TG225F8-BGA48,EFM32TG842F16-QFP64,EFM32TG222F8-QFP48,EFM32TG,EFM32TG825F32-BGA48T,EFM32TG222F16-QFP48,EFM32TG210F8,EFM32TG230F16-QFN64,EFM32TG225F32-BGA48,EFM32TG840F8-QFN64,EFM32TG210F32,EFM32TG842F32-QFP64,EFM32TG842F8-QFP64,EFM32TG825F16-BGA48,EFM32TG232F8-QFP64,EFM32TG108F8-QFN24,EFM32TG110F8-QFN24,EFM32TG210F8-QFN32,EFM32TG110F4-QFN24,EFM32TG840F32,EFM32TG225F16,EFM32TG110F32,EFM32TG225F16-BGA48,EFM32TG822F16-QFP48,EFM32TG108F32,EFM32TG110F16-QFN24T,EFM32TG232F16-QFP64,EFM32TG222F32-QFP48,EFM32TG210F16-QFN32,EFM32TG222F8,EFM32TG210F32-QFN32T,EFM32TG825F8,EFM32TG230F8-QFN64,EFM32TG842F8,EFM32TG230F32,EFM32TG110F32-QFN24T,EFM32TG840F8,EFM32TG840F32-QFN64,EFM32TG232F16,EFM32TG110F4,EFM32TG842F16,EFM32TG825F16,EFM32TG230F32-QFN64,EFM32TG110F8,EFM32TG822F32-QFP48T,EFM32TG222F32,EFM32TG230F8,EFM32TG232F8,EFM32TG222F32-QFP48T,EFM32TG108F4,EFM32TG108F8,EFM32TG825F8-BGA48,EFM32TG840F16-QFN64,EFM32TG822F32,EFM32TG210F16,EFM32TG842F32-QFP64T,EFM32TG842F32,EFM32TG225F8,EFM32TG110F32-QFN24,EFM32TG822F8-QFP48,EFM32TG822F32-QFP48,EFM32TG110F16,EFM32TG210F32-QFN32,EFM32TG232F32-QFP64,EFM32TG232F32,EFM32TG822F8,EFM32TG108F32-QFN24,EFM32TG840F32-QFN64T,EFM32TG108F16,EFM32TG840F16,EFM32TG225F32,EFM32TG825F32-BGA48,EFM32TG825F32,EFM32TG230F16,EFM32TG110F16-QFN24,EFM32TG108F4-QFN24

用户指南 - SILICON LABS - Rev. 0.5 - 2018年 PDF 英文下载

32位EFM32TG系列单片机具有系统时钟节拍定时器，其中断优先级的默认值是多少？

32位EFM32TG系列单片机的系统时钟节拍中断属内核中断，默认优先级是-1，高于所有外设中断，但经过SysTick_Config()初始化后，优先级会被设置为最低级7。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

EFM32系列单片机怎样清除RMU_RSTCAUSE寄存器值？

EFM32系列单片机清除RMU_RSTCAUSE寄存器值分为3步：1、将RMU_CMD寄存器中的RCCLR位写1，此步可以将RMU_RSTCAUSE寄存器中的LOCKUPRST位和SYSREQRST位清零，清除其余位需要继续执行2、3步骤；2、将EMU_AUXCTRL寄存器中的HRCCLR位写1；3、将EMU_AUXCTRL寄存器中的HRCCLR位写0；也可以直接调用emlib库函数void RMU_ResetCauseClear(void)。

技术问答发布时间 : 2016-10-25