【经验】低成本8位单片机EFM8BB21在25G SFP28 LR光模块应用中的硬件电路设计注意事项
SILICON LABS推出的EFM8BB21系列8位单片机，具有高速度、高模拟性能、高集成度、小体积、低成本等优点，被广泛应用于光通信、工业控制、智能家居等领域，深受工程师及终端用户好评。最近有硬件工程师在问，在25G SFP28 LR光模块应用中，EFM8BB21硬件电路设计有哪些注意事项？本文做了详细的总结，可供大家参考。
图1 25G SFP28 LR光模块电路结构框图
如上图1，是EFM8BB21F16在25G SFP28 LR光模块上中应用的结构框图。涉及到多个电路：电源电路、调试接口电路、参考电压电路、ADC接口、I2C电路等。
一、供电电路
对于EFM8BB21F16芯片，需要外部供电的仅有VDD，如下图2，这两个VDD需要外接旁路及退偶电容，容值建议取0.1uF+2.2~4.7uF，VDD供电电压为2.2V~3.6V。
图2 VDD供电电路
二、调试接口电路
EFM8BB21F16的调试接口用于在线调试及生产中下载HEX文件，作用重要。工程师可根据自己的实际需要，从下述的两个方案中，选择自己需要的。
方案1：最简连接。EFM8BB21F16的C2D及C2CK加上拉电阻。优点是简单、体积小、成本低。缺点是，C2CK脚无放电措施，断电再上电，需要间隔一定时间（时长因电路而异）。
图3 调试接口最简电路
方案2：复位脚带保护措施。EFM8BB21F16的C2CK/RESET脚增加了上拉电阻、下拉电容及放电电路。优点是，对EFM8BB21F16的C2CK/RESET脚，有保护措施，可抑制一定的干扰并能快速放电。缺点是，增加物料。
图4 C2CK/RESET脚带保护的电路
三、ADC输入及参考电压电路
图5 模拟管脚分配
对于EFM8BB21F16来说，模拟电路也有需要注意的地方。在ADC输入脚安排上，理论上P0.0~P2.3都可以分配给ADC输入。但是，Vref及模拟地AGND是有限制的，前者只能放置在P0.0,后者只能放在P0.1。而且，为了降低参考电压的纹波，建议如下图6，还要在Vref脚上添加对地电容（模拟地，或电源地），电容取值0.1uF或以上。
图6 1.2V及2.4V参考电压需要外接旁路电容
四、I2C及I2C-Slave
图7 I2C及I2C-Slave脚分配范围
在25G SFP28 LR光模块中，一般会用到2个“I2C”，一个同主机通信、一个同CDR通信，而EFM8BB21F16支持双I2C。只是，在管脚分配时候要注意，推荐将I2C-Slave分配给金手指、将SMbus（同I2C兼容）分配给CDR。而且，如图7，需要注意的是，对于QFN20封装，I2C-Slave被固定在P1.2及P1.3，对于QFN28封装，I2C-Slave被固定在P1.5及P1.6。
综上，本文从4个方面详细讲述了EFM8BB21F16用于25G SFP28 LR光模块硬件设计注意事项，可以避免大家在硬件设计时“踩坑”。
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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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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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PCA Channels
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DAC
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Comparators
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UART
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SPI
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I2C
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HS I2C Slave
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EMIF
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CAN
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LIN
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VREF
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Debug Interface
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C8051F392-A-GM
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8位MCU
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C8051F39x Small Form Factor
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50
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16
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1
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1.8
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3.6
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QFN20
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4x4
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±2
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17
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10-bit, 16-ch., 500 ksps
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Temp Sensor
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6
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3
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10-bit, 2-ch.
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1
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1
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1
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2
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0
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0
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0
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0
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VREF
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C2
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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