【经验】EFM32低功耗32位MCU在IoT应用中的电源模式管理使用经验
5G大规模商用在即，下个时代必将是硬件的时代，成千上万个IOT设备将走进人们的生活。从你早上起床的台灯，刷牙的牙刷到你出行的汽车上，每天使用的MCU超过上百个，MCU无形中消耗了绝大多数电能。因此想要设计出低功耗的IOT设备，MCU的选型是关键。EFM32系列是SILICON LABS推出的高性能，节能型32位MCU，主要面对低功耗MCU市场，具备多种节能模式。本文将介绍如何使用EFM32来进行低功耗IOT应用开发。
图1.无处不在的硬件，无处不在的MCU
EFM32具备EM0-EM4 5种能量模式如表1。EM0为运行态，消耗的电流为114μA/MHz，所有外设均开启。EM1为睡眠态，关闭了CPU，消耗的电流为48μA/MHz。EM2为深度睡眠态，在EM1的基础上关闭了部分高频外围设备，消耗电流降低到了0.9μA。EM3为停止态，关闭了部分高频和低频外设，消耗的电流为0.5μA。EM4为关断态，彻底关断了高频外设和CPU，仅仅保留了IO的唤醒功能，和部分低频、异步外设，消耗的电流低至20nA。EFM32睡眠越深，消耗的能量就越少，即使处于深度睡眠的状态，EFM32仍然具备快速唤醒功能。
表1.EFM32低功耗32位MCU的5种能量模式
使用EFM32低功耗32位MCU来进行低功耗IOT应用开发的核心是基于事件的编程方法。在设计程序时，我们尽量不要在main的while循环里使用EM0状态，这样会使得EFM32处于长时间的等待和空运行状态。相反，将触发信号放在中断程序中读取，在main的while循环中，将EFM32设置成睡眠状态，凭借EFM32 的超快响应与唤醒速度，基本不会影响程序功能，优点是极大的降低功耗。以70MHz的工作频率，20%的触发率为例，EM3状态将会比EM0状态节省约80%的功耗。
EFM32还有在面向电阻传感应用时，还有一个强大Lesense外围设备来节省功耗。Lesense最多可以监控16个传感器，并且在需要的时候才会开启ADC进行测量，相当于增加了一个阈值触发的功能，另外Lesense可以加快MCU从睡眠状态唤醒的时间。其内部的工作原理如图2。关于Lesense的详细应用请参考笔者的另一篇文章：【经验】如何使用EFM32 MCU低功耗传感器接口LESENSE来进行电阻测量？
图2.Lesense工作原理
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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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Cap Sense
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Temp Sensor
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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
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
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品类
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Series
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Core
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Max GPIO
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Max LCD Segments
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Max Temperature（℃）
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Vdd Min (V)
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Vdd Max (V)
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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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Security
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ADC 1
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USB
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Temp Sensor
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UART
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RTC
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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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EFM32PG23B200F128IM40
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Microcontroller
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EFM32PG23 Series 2
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ARM Cortex-M33
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34
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4 x 20
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125
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1.71
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3.8
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80
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128
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64
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29
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Vault
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16-bit, 12-ch., 1 Msps
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×
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Temp Sensor
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3
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RTC
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QFN40
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5x5
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2%
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Secure; SW; ETM
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AES-1
AES-256
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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
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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
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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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Cryptography
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ADC
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EFM32WG230F128-QFN64
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Microcontroller
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56
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
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12-bit, 2 ch.
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Cap Sense
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Temp Sensor
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4
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5
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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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1.98
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3.8
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QFN64
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9x9
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±2%
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ETM; SW
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AES-128 AES-256
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8 x Ch 500 x MSPS 12 x bit
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
【经验】8位低功耗MCU EFM8SB1的UART配置流程与注意事项
在IOT的许多低功耗应用场合，Silicon Labs的8位低功耗MCU EFM8SB1系列MCU成为主要的中心控制器。由于NB-IOT，4G等模块的通信方式为UART，因此本文介绍EFM8SB1系列MCU的串口配置流程。
【经验】用STK3700评估板采集EFM32GG低功耗32位MCU外部频率信号完整周期的经验
在调试EFM32GG低功耗32位MCU，想测试外部频率信号的周期，范例程序测试的是按键按下的时间，也就是对应的是半个周期，不是完整的周期信号。针对范例程序做了如下修改（修改部分用红色字体标识），实现了用STK3700评估板对外部频率信号周期时间的计算
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
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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
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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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Cryptography
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EFM32LG230F128G-QFN64
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Microcontroller
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48
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128
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32
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56
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
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12-bit, 2 ch.
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Cap Sense
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Temp Sensor
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4
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5
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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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1.98
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3.8
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QFN64
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9x9
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±2%
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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
【应用】低功耗32位MCU EFM32，实现低成本医疗内窥镜
电子内窥镜少不了这一款逆天MCU-- EFM32，其集成的USB-HOST接口，结合Cortex-M4内核的高效运算能力以及DSP指令和浮点运算单元，能够很轻松执行图像处理任务，EFM32具有丰富的外设，为系统扩展功能及降低成本提供了条件。
【经验】EFM32系列32位MCU常量定位问题的解决方法
Silicon Labs的32位MCU EFM32系列具有低功耗、集成度高的优势，在电池供电类的应用中具有非常明显的优势。开发EFM32的软件一般都是在Simplicty Studio软件下完成。介绍EFM32程序中的常量定位到FLASH的固定地址的方法。
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
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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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EFM32G200F16-QFN32
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Microcontroller
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32
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8
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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
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0
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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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QFN32
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6x6
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±2%
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SW
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
【产品】EFM32JG和EFM32PG新型32位MCU具备活跃的待机模式，系统功耗再降50%
Silicon Labs推出了两大新型MCU Jade Gecko和Pearl Gecko。该两款MCU在前EFM32产品低功耗等优越特性的基础上，进一步优化了电源管理模式和内部结构。使整个系统的功耗降低了50%以上。
【应用】基于低功耗32位MCU EFM32G2X的智能温控器节能解决方案
采用Silicon Labs的ARM Cortex-M3内核EFM32是全球最低功耗的32位MCU，外设丰富,5大超低模式，非常适用于智能温控器。无线WIFI模块采用WGM110，具有卓越的射频性能，并可提供远程范围的稳定无线连接和安全性。
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
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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
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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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EFM32TG108F16-QFN24
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microcontroller
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32
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16
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4
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17
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—
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12-bit
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Cap Sense
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Temp Sensor
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2
|
2
|
1
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1
|
1
|
1
|
0
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RTC
|
2
|
1.98
|
3.8
|
QFN24
|
5x5
|
±2%
|
SW
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
电子商城
现货市场
服务
可定制变压器支持60W-600W范围，额定电流最高10A，漏感稳定度最小3%；支持开关变压器、电流感测变压器、栅极驱动变压器、LLC谐振变压器、PoE变压器等产品定制。SPQ为5K。
提交需求>
提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务，使用直流电源分析仪测量精度达50µV，8nA，波形发生器带宽100kHz，输出功率300W，示波器200kHz，512 kpts
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
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
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