【经验】如何使用EFM32 MCU低功耗传感器接口LESENSE来进行电阻测量？
电阻式传感广泛应用于各种生产过程自动化中，可以将位移，力，压力，加速度，扭矩等非电物理量转化为电阻值，电压，电流的变化，是构建无线传感器网络不可或缺的一部分。EFM32是SILICON LABS公司推出的高性能系列32位MCU，具备杰出的低功耗特性。EFM32配置了一个特有的低功耗传感器接口（LESENSE）模块，当MCU处于深度睡眠模式下，LESENSE仍然可以检测外部输入。本文将讲解，如何使用LESENSE来测量电阻传感器，EFM32的低功耗优势，当工作在EM2模式下，消耗电流低于2μA。
图1.广泛应用的传感器
LESENSE低功耗传感器接口由ACMP，DAC，Sequencer，count，compare，RAM等模块组成，如图2所示。其中模拟比较器（ACMP）和DAC用来接收传感器信号。LESENSE在芯片深度休眠的时候也可以检测出外部输入，主要是通过计数器和比较模块对ACMP输出的脉冲进行计数，当数值达到触发的阈值时，才会唤醒MCU至EM0（运行状态），这种做法大大节省了功耗。
图2.LENSENSE的架构组成
一般MCU测量电阻传感器的方法如图3所示，传感器接两个管脚。EFM32支持一种特别的单引脚测量方法，如图4所示。将传感器与一电容并联，一端接地，一端接ACMPn_CHx引脚，电容在测量阶段通过传感器放电，传感器阻值不同，电容放电的曲线也就不同，基于这个原理巧妙地完成单引脚测量。
图3.双引脚测量连接方式
图4.单引脚测量连接方式
软件方面，在初始化LESENSE时需要对Core，计时器，外围设备，Decoder进行配置。关键的Core和外围部分代码如下，笔者对部分代码做了解读，可供读者快速上手。
.coreCtrl =
{
.scanStart = lesenseScanStartPeriodic, // 选择scan的触发模式
.prsSel = lesensePRSCh0, // 选择需要启动的prs源
.scanConfSel = lesenseScanConfDirMap, // 选择配置的寄存器
.invACMP0 = false, // 是否反向输出ACMP0
.invACMP1 = false,
.dualSample = false, // 同时扫描ACMPS
.storeScanRes = false, // 每次扫描后将结果存在RAM中
.bufOverWr = true, // 在Buffer满了之后仍然写入
.bufTrigLevel = lesenseBufTrigHalf, // 使用中断和DMA
.wakeupOnDMA = lesenseDMAWakeUpDisable, // 在从EM2状态苏醒后配置DMA
.biasMode = lesenseBiasModeDutyCycle, // Bias 模式
.debugRun = false // 在Debug模式仍然运行LESENSE
},
.perCtrl =
{
.dacCh0Data = lesenseDACIfData, // 控制DAC ch0的数值
.dacCh0ConvMode = lesenseDACConvModeDisable, // 配置ch0转换模式
.dacCh0OutMode = lesenseDACOutModeDisable, // 配置ch0输出模式
.dacCh1Data = lesenseDACIfData, // 控制DAC ch1的数值
.dacCh1ConvMode = lesenseDACConvModeDisable, // 配置ch1转换模式
.dacCh1OutMode = lesenseDACOutModeDisable, // 配置ch1输出模式
.dacPresc = 0, // 配置prescaling参数
.dacRef = lesenseDACRefBandGap, // 配置DAC参考值
.acmp0Mode = lesenseACMPModeMuxThres, // 通过ACMP0来控制LESENSE
.acmp1Mode = lesenseACMPModeMuxThres, // 通过ACMP1开控制LESENSE
.warmupMode = lesenseWarmupModeNormal // 在idle模式下控制ACMPs和DAC的苏醒模式
},
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SILICON LABS EFM32PG23/EFM32PG22 32-bit Microcontrollers选型表
EFM32PG23 Series 2 and EFM32PG22 Series 2 MCUs
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产品型号
|
品类
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Series
|
Core
|
Max GPIO
|
Max LCD Segments
|
Max Temperature（℃）
|
Vdd Min (V)
|
Vdd Max (V)
|
Frequency（MHz）
|
Flash (kB)
|
RAM (kB)
|
Dig I/O Pins
|
Security
|
ADC 1
|
USB
|
Temp Sensor
|
UART
|
RTC
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Debug Interface
|
Cryptography
|
|
EFM32PG23B200F128IM40
|
Microcontroller
|
EFM32PG23 Series 2
|
ARM Cortex-M33
|
34
|
4 x 20
|
125
|
1.71
|
3.8
|
80
|
128
|
64
|
29
|
Vault
|
16-bit, 12-ch., 1 Msps
|
×
|
Temp Sensor
|
3
|
RTC
|
QFN40
|
5x5
|
2%
|
Secure; SW; ETM
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AES-1
AES-256
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
SILICON LABS 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，频率24MHz~80MHz，Flash存储4kB~2048kB，RAM存储2kB~512kB。
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产品型号
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品类
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系列
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Frequency（MHz）
|
Flash (kB)
|
RAM (kB)
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Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Debug Interface
|
Cryptography
|
Dig I/O Pins
|
ADC 1
|
DAC
|
USB
|
Cap Sense
|
LCD
|
Temp Sensor
|
Timers (16-bit)
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UART
|
USART
|
SPI
|
I2C
|
I2S
|
EMIF
|
RTC
|
Comparators
|
|
EFM32GG290F512-BGA112
|
32位MCU
|
EFM32 Giant Gecko
|
48
|
512
|
128
|
1.98
|
3.8
|
BGA112
|
10x10
|
±2%
|
ETM; SW
|
AES-128 AES-256
|
90
|
12-bit, 8-ch., 1 Msps
|
12-bit, 2 ch.
|
-
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Cap Sense
|
-
|
Temp Sensor
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4
|
7
|
3
|
3
|
2
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1
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0
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RTC
|
2
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
SILICON LABS EFM32 Wonder Gecko 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，基于48MHz Frequency,64kB~256kB Flash,32kB RAM等参数进行选型。
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产品型号
|
品类
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
|
DAC
|
Cap Sense
|
Temp Sensor
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Timers (16-bit)
|
UART
|
USART
|
SPI
|
I2C
|
I2S
|
EMIF
|
RTC
|
Comparators
|
Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Debug Interface
|
Cryptography
|
ADC
|
|
EFM32WG230F128-QFN64
|
Microcontroller
|
48
|
128
|
32
|
56
|
12-bit, 8-ch., 1 Msps
|
12-bit, 2 ch.
|
Cap Sense
|
Temp Sensor
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4
|
5
|
3
|
3
|
2
|
1
|
0
|
RTC
|
2
|
1.98
|
3.8
|
QFN64
|
9x9
|
±2%
|
ETM; SW
|
AES-128 AES-256
|
8 x Ch 500 x MSPS 12 x bit
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS EFM32 Leopard Gecko 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，基于48MHz Frequency,64kB~256kB Flash,32kB RAM等参数进行选型。
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产品型号
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品类
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
|
DAC
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Cap Sense
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
|
UART
|
USART
|
SPI
|
I2C
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I2S
|
EMIF
|
RTC
|
Comparators
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Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Debug Interface
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Cryptography
|
|
EFM32LG230F128G-QFN64
|
Microcontroller
|
48
|
128
|
32
|
56
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
|
12-bit, 2 ch.
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Cap Sense
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Temp Sensor
|
4
|
5
|
3
|
3
|
2
|
1
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0
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RTC
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2
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1.98
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3.8
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QFN64
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9x9
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ETM; SW
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AES-128 AES-256
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS EFM32 Gecko 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，基于32MHz Frequency,16kB~128kB Flash,8kB或16kB RAM等参数进行选型。
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产品型号
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品类
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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DAC
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Cap Sense
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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UART
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USART
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SPI
|
I2C
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I2S
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EMIF
|
RTC
|
Comparators
|
Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Debug Interface
|
|
EFM32G200F16-QFN32
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Microcontroller
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32
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16
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8
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24
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12-bit, 4-ch., 1 Msps
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12-bit, 1-ch.
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Cap Sense
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Temp Sensor
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2
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0
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2
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2
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1
|
0
|
0
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RTC
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2
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1.98
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3.8
|
QFN32
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6x6
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±2%
|
SW
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS EFM32 Tiny Gecko 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，基于32MHz Frequency,4kB~32kB Flash,2kB或4kB RAM等参数进行选型。
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产品型号
|
品类
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
|
DAC
|
Cap Sense
|
Temp Sensor
|
Timers (16-bit)
|
UART
|
USART
|
SPI
|
I2C
|
I2S
|
EMIF
|
RTC
|
Comparators
|
Vdd min（V）
|
Vdd max（V）
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Debug Interface
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|
EFM32TG108F16-QFN24
|
microcontroller
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32
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16
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17
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—
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Cap Sense
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Temp Sensor
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2
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2
|
1
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1
|
1
|
1
|
0
|
RTC
|
2
|
1.98
|
3.8
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QFN24
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5x5
|
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SW
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
电子商城
现货市场
服务
可定制显示屏的尺寸0.96”~15.6”，分辨率80*160~3840*2160，TN/IPS视角，支持RGB、MCU、SPI、MIPI、LVDS、HDMI接口，配套定制玻璃、背光、FPCA/PCBA。
最小起订量： 1000 提交需求>
可定制PCB最高层数：32层；板材类型：罗杰斯高频板/泰康尼高频板/ZYF中英天线板/F4B高频板/高频电路板/高频混压板/高频纯压板等；最大加工尺寸：609*889mm。
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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