【经验】基于EFR32MG21A020F512IM32多协议无线SoC的zigbee模块设计方法
笔者设计了一款无线数传模块，采用SILICON LABS Ember 的zigbee3.0芯片EFR32MG21A020F512IM32方案。EFR32MG21A020F512IM32多协议无线SoC是符合zigbee 3.0的射频收发器和微处理器，它具有通讯距离远、超低功耗、抗干扰能力强、组网灵活稳定等优点和特性；可实现一点对多点及多点对多点之间的设备间数据的透明传输； 通过定制不同的固件，模块可设计为协调器、路由器和终端节点，这三类设备具备不同的网络功能，协调器是网络的中心节点，负责网络的发起组织、网络维护和管理功能；路由器负责数据的中继转发和网络维护功能；终端节点只进行本节点数据的发送和接收。
功能模块电路
系统由EFR32MG21多协议无线SoC，38.400MHz晶振、32.768 kHz晶振、天线、外部接口组成，仅作为zigbee应用时，可以采用内置的时钟代替外部的32.768 kHz晶振。
电源部分原理图：
其中电路图中的R4不要贴片，虽然按照官网推荐的DEMO板设计了这个电阻，实际调试过程如果加上这个电阻，会导致比较大的漏电流，所以实际应用中可以直接去掉R4。设计中预留这个元件的，生产贴片时不要贴这个电阻。
射频部分原理图：
GPIO部分原理图：
调试接口：
主板上需按照统一线序留出调试接口Simplicity Mini Port Debug，便于研发过程的固件烧录以及射频调试。
固件烧录：推荐采用SWD方式进行烧录，6根信号线如下，其中1~4是必选，5和6是可选的：
1、Vref（+3.3V）：目标板参考电压，用于检测目标板是否供电，直接与目标板VDD相连；
2、GND：公共地；
3、SWDIO：串行数据输入，作为仿真信号的双向数据信号线，建议上拉；
4、SWCLK：串行时钟输入，作为仿真信号的时钟信号线，建议下拉；
5、SWO：串行数据输出，CPU调试接口可通过SWO输出一些调试信息，该引脚是可选的；
6、RESET：仿真器输出至目标CPU的系统复位信号，是可选信号；
模块PCB实物图如下：
模块IO口使用时需要注意：
1 PC、PD端口不支持EM2模式下唤醒，按键及传感器终端请连接到PA、PB端口
2 当EM4WU引脚PC00,PC05,PB01,PA05,PD02作为输入且被拉高时，在对应的引脚上会产生额外的15uA漏电流。在低功耗产品上不要用作输入。
基于EFR32MG21A020F512IM32系列的无线数传模块体积小巧，可以很容易的嵌入到其他设备，提供快速，便捷，低成本的无线网络接口，可广泛应用于无线传感器、智能家居、楼宇自动化、无线警报与安防、及数据采集等领域，节省开发时间和成本。
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产品型号
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品类
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Protocol Stack
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Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)
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Flash(kB)
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RAM(kB)
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GPIO(个数)
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Operating Temperature(℃)
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Storage Temperature(℃)
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Pin Count
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AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32MG12P433F1024GL125-C
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Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
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Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN
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2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm
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1024kB
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256kB
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65
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-40℃~85℃
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-50℃~150℃
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BGA125
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1.8V~3.8V
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
EFR32MG21 Multiprotocol Wireless SoC Family Data Sheet
型号- EFR32MG21A020F512IM32-B,EFR32MG21B020F512IM32-D,EFR32MG21B020F512IM32-B,EFR32MG21A010F512IM32-B,EFR32MG21B010F512IM32-B,EFR32MG21A010F768IM32-D,EFR32MG21B020F1024IM32-B,EFR32MG21B010F1024IM32-B,EFR32MG21B010F768IM32-D,EFR32MG21B010F768IM32-B,EFR32MG21B010F1024IM32-D,EFR32MG21A010F768IM32-B,EFR32MG21B020F1024IM32-D,EFR32MG21B010F512IM32-D,EFR32MG21,EFR32MG21A010F512IM32-D,EFR32MG21B020F768IM32-B,EFR32MG21A020F768IM32-D,EFR32MG21B020F768IM32-D,EFR32MG21A020F768IM32-B,EFR32MG21A020F512IM32-D,EFR32MG21A010F1024IM32-B,EFR32MG21A020F1024IM32-D,EFR32MG21A020F1024IM32-B,EFR32MG21A010F1024IM32-D
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EFR32MR21 RCP Multiprotocol Wireless SoC Data Sheet
型号- EFR32MR21,EFR32MR21A020F512IM32-C,EFR32XG21,EFR32,EFR32MR21 FAMILY
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电子商城
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 90,767
品牌：SILICON LABS
品类：Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥44.9692
现货： 12,980
品牌：SILICON LABS
品类：Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥38.3724
现货： 6,500
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥15.3301
现货： 2,800
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥19.4183
现货： 2,500
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥24.3427
现货： 2,500
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥15.3301
现货： 2,500
品牌：SILICON LABS
品类：Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥38.0003
现货： 1,827
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计，协议：Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等，频段范围：400MHz~10600MHz。
最小起订量： 2500 提交需求>
支持 3Hz ~ 26.5GHz射频信号中心频率测试；9kHz ~ 3GHz频率范围内Wi-SUN、lora、zigbee、ble和Sub-G 灵敏度测量与测试，天线阻抗测量与匹配电路调试服务。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/苏州 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
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