【应用】低功耗32位MCU EFM32HG在基于NB-IoT通信的低功耗无线烟雾报警器中的应用
传统无线烟雾报警器采用的无线通信方式有比较多种，常见的有Zigbee，Sub-GHz无线通信等，由于手机终端不支持这些无线通信方式，通常需要一台网关设备把无线烟雾报警器连接到报警平台或云端，从而实现远程报警和控制功能。同时为了更方便安装使用，无线烟雾报警器使用电池供电，要求电池使用寿命长达3到5年。早期采用的单片机功耗较高，使得电池电量消耗快, 产品使用时间短。
《基于NB-IoT通信的低功耗无线烟雾报警器优选器件方案》中通过采用SILICON LABS 公司的低功耗32bit MCU EFM32HG、龙尚公司的NB-IoT模块A9600 R2及相关器件，无需网关设备支持，方便接入运营商的窄带蜂窝网络就可连接到平台或云端，实现远程报警，而且可实现低功耗设计，延长电池使用寿命，增加产品使用时间，并且已有成功设计案例。同时，EFM32HG 低功耗32位MCU是常用物料，常备库存，交期短，可帮助您解决交期难题。
图1 无线烟雾报警器框图
EFM32HG是Silicon Labs 公司的低功耗32bit MCU，基于强大的 ARM® Cortex®-M0+ 内核，具有创新的低能耗技术、短的节能模式唤醒时间以及多种多样外围设备等优点。主频25MHz，EM0 运行模式下功耗131uA/MHz，EM2睡眠模式下功耗0.9uA，2us的超快唤醒时间，非常适用于任何电池供电的应用以及其他需要高性能和低能耗的产品。
图2 EFM32HG210 系统架构图
EFM32HG 最高具备64KB Flash，8KB RAM，35个数字I/O引脚。有丰富的外设和接口，例如12bit ADC，模拟比较器，RTC，Timer，PWM，I2C，SPI，UART以及低功耗LEUART等，满足无线烟雾报警器产品应用，更重要的是支持硬件AES加密，完成128bit的加密，仅需54个时钟周期。保障通信安全的同时，更进一步降低系统功耗。
EFM32HG特性：
25 MHz ARM Cortex-M0+ CPU；
超低功耗的精度和模拟外围设备
12 位、1 Msps ADC
深度睡眠模式下的自主传感器监控
支持各种传感器，包括 LC 传感器和电容按钮
灵活的能耗管理系统，5 个不同能耗模式
20 nA 关闭模式（RTC 为 0.5 µA）
0.6 µA 的停止模式，包括加电复位、欠压探测器、RAM 和 CPU 保持
0.9 µA 的深度睡眠模式、包括具有 32.768 kHz 振荡器的 RTC、加电复位、欠压探测器、RAM 和 CPU 保持
53µA/MHz 的睡眠模式
131 µA/MHz 的运行模式，代码在闪存中执行
硬件加密：AES-128
SWD调试接口
1.98–3.8 V 电压
温度范围：–40 至 +85 °C；–40 至 +105 °C
引脚封装：
48-pin QFP (7 mm x 7 mm)
32-pin QFN (6 mm x 6 mm)
24-pin QFN (5 mm x 5 mm)
36-pin CSP (3 mm x 3 mm)
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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）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
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Cryptography
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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DAC
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USB
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Cap Sense
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LCD
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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
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I2C
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I2S
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EMIF
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RTC
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Comparators
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EFM32GG290F512-BGA112
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32位MCU
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EFM32 Giant Gecko
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48
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512
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128
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1.98
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3.8
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BGA112
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10x10
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±2%
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ETM; SW
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AES-128 AES-256
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90
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
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12-bit, 2 ch.
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-
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Cap Sense
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-
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Temp Sensor
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4
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7
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3
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3
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2
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1
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0
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RTC
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2
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS EFM32 Happy Gecko 32-bit Microcontroller选型表
EFM32 Happy Gecko USB-enabled 32-bit Microcontroller
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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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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
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I2C
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I2S
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EMIF
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RTC
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Comparators
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
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EFM32HG108F32G-QFN24
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Microcontroller
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25
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32
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4
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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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3
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3
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2
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2
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1
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1
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0
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RTC
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1
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1.98
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3.8
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QFN24
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5x5
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±2%
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MTB; SW
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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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>
可定制电感最大电流100A，尺寸最小7 x 7 x 3.0mm到最大35 x 34 x 15.5 mm，工作频率100KHZ ~ 2MHZ，感值范围：0.15 ~ 100uh；支持大功率电感，扁平线电感，大电流电感，高频电感，汽车电感器，车规电感，一体成型电感等定制。
最小起订量： 5000 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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