【应用】EFR32BG低功耗蓝牙SoC芯片，配合38.4MHz晶振Q22FA1280014700使用，适用于工业控制领域

时间： 2018-10-29 来源：世强

技术问答

工业现场环境复杂，铺设有线工业控制网络，成本高，也不利于施工和维护。使用无线通讯技术可以很好的解决这个问题。蓝牙技术具有可靠性高、抗干扰能力强、低功耗和传输速度快等优点，在工业控制领域已有广泛应用。

蓝牙在工业上的应用，主要有两大方向：

1. 替代控制总线，比如RS232、RS422和RS485等。

用有线的方式连接，增加布线成本。线缆出现故障，检测维护都会比较困难，不利于维护。控制端和操作端由于线缆限制，不便于移动操作。将线缆改为无线通讯，控制会更加灵活，而且没有线缆的维护成本。一般无线通讯采用Sub-G或者蓝牙方案。Sub-G方案需要控制端和操作端都有匹配的Sub-G通讯模块，产品定制性较强。采用蓝牙方案，可以直接使用平板电脑或者手机连接，不需要局限于专业设备。

2. 传感器模块数据采集。

工业的智能化发展，需要使用大量的传感器，以提高工业的智能化能力。传感器采集模块，一般采用电池供电、无线通讯，避免布线造成的一系列问题。低功耗蓝牙具有功耗低，通讯速度快的优点，大量用于传感器采集。

SILICON LABS公司采用ARM的Cortex-M4低功耗，高处理能力的内核，推出低功耗蓝牙SOC芯片 EFR32BG系列，最高工作温度达到125℃，在环境恶劣的工业环境同样适合使用。

EFR32BG系列低功耗蓝牙SOC芯片优势：

1. 处理速度快：采用Cortex-M4内核，最高处理速度40MHz。

2. 功耗低：全速运行功耗70uA/MHz，EM2（深度睡眠模块）功耗仅为1.5uA，从EM3模式唤醒只需要3uS。蓝牙有源模式RX为9.5mA；0dBm 时TX为8.5 mA。

3. 传输距离远：蓝牙集成功率放大器，最大发射功率为+19dBm。

4.集成丰富外设：最大1MB的Flash和256KB的RAM。集成ADC、DAC、模拟比较器、I2C、UART、SPI、RTC等外设。

5.BOM成本低：材料清单（BOM）成本和尺寸降低多达40％。

6.封装小: BGA125（7 毫米 x 7 毫米）、QFN68 (8 mm x 8 mm)、QFN48（7 毫米 x 7 毫米）、QFN32（5 毫米 x 5 毫米）、WLCSP43 (3.3 mm x 3.14 mm)。

Silicon Labs的EFR32BG系列SOC芯片在正常工作时需要一个外部的时钟源（推荐38.4MHz）提供精准时钟。该外部时钟源可以选择MEMS时钟源、TCXO或晶体。MEMS振荡器没有足够好的相位噪声，会影响RF传输，不建议使用。TXCO有很好的温度特性，但TCXO的价格高，所以一般采用晶体谐振器作为SOC的参考时钟源。

EPSON公司的38.4MHz晶振 Q22FA1280014700，用在EFR32BG上时，不需要外接负载电容，直接使用内部可调谐的负载电容，节省PCB空间和成本。该晶体在EFR32BG蓝牙模块上已大量使用并验证，满足蓝牙通讯的稳定性要求，价格也便宜，建议和EFR32BG系列SOC配套使用。

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小胖 Lv7. 资深专家 2018-11-05

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NASA911 Lv8. 研究员 2018-10-29

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