EFM32ZG210F32-QFN32是Silicon Labs推出的一款基于ARM Cortex-M3内核的超低功耗微控制器(MCU),属于其EFM32 Zero Gecko系列。该器件专为电池供电和能量采集应用设计,具有出色的能效表现,在主动模式和多种低功耗睡眠模式下均能保持极低的功耗水平。该芯片采用QFN32封装,适用于空间受限的嵌入式系统设计。片上集成了32KB闪存和4KB RAM,配合高效的外设系统和自主运行能力,使其在无需持续CPU干预的情况下仍可处理复杂任务,从而进一步延长电池寿命。
Zero Gecko系列延续了EFM32架构的低功耗设计理念,内置LESENSE(低能量传感器接口)技术,允许MCU在深度睡眠模式下监控多个外部传感器,仅在检测到有效事件时唤醒CPU,极大提升了系统整体能效。此外,该芯片支持多种通信接口,如UART、SPI、I2C等,便于与外部设备进行数据交互。其工作电压范围为1.8V至3.8V,能够在广泛的电源条件下稳定运行,适用于工业传感、便携式医疗设备、智能家居节点及无线传感器网络等场景。
品牌:Silicon Labs
核心架构:ARM Cortex-M3
主频:24 MHz
程序存储容量:32 KB Flash
RAM容量:4 KB
封装类型:QFN32
工作电压:1.8 V ~ 3.8 V
工作温度:-40°C ~ +85°C
GPIO数量:25
ADC:12-bit, 6通道
定时器:3个16位定时器,1个32位定时器
通信接口:2x UART, 2x SPI, 2x I2C
调试接口:JTAG/SWD
低功耗模式:EM0~EM4
休眠电流(EM2):<900 nA
实时时钟(RTC):支持
加密功能:AES加速器
模拟比较器:2个
内部振荡器:低频RC(1 kHz),高频RC(24 MHz)
外部晶振支持:32.768 kHz
EFM32ZG210F32-QFN32的核心特性之一是其卓越的低功耗性能。该芯片在EM0(运行模式)下的电流消耗仅为110 μA/MHz,而在EM2(深度睡眠,RAM保持,实时时钟运行)模式下功耗低至900 nA以下。当进入EM3模式(仅GPIO和部分外设供电)时,电流可进一步降低至约600 nA,而EM4模式则可实现完全断电状态下的最低漏电流(约20 nA),同时支持引脚唤醒。这种多层级的能耗管理机制使得系统在大多数时间处于休眠状态,仅在需要时被触发唤醒,显著提升电池使用寿命。
另一个关键特性是LESENSE(Low Energy Sensor Interface)技术。该功能允许MCU在EM2或EM3模式下持续监控最多16个外部LC或电阻式传感器,例如接近感应、液位检测或机械按键,而无需CPU介入。传感器数据可被自动采集并存储于缓冲区,仅当满足特定条件(如阈值越限)时才产生中断唤醒CPU。这一机制特别适合用于无源传感系统或能量采集设备,例如太阳能驱动的环境监测节点。
该芯片还具备自主外设操作能力,通过DMA(直接内存访问)和PRS(Peripheral Reflex System)实现外设间的硬件级联动。例如,ADC可在设定周期内自动采样并经由DMA将结果写入内存,整个过程无需CPU参与。PRS则允许一个外设事件直接触发另一个外设动作,如定时器溢出启动ADC转换,进一步减少唤醒次数和功耗。
安全方面,芯片集成硬件AES加密引擎,支持128位加密算法,可用于保护固件或通信数据。此外,提供唯一设备标识符(Unique ID)和写/读保护机制,增强系统安全性。其丰富的外设组合和小封装形式,使EFM32ZG210F32成为对空间和能耗高度敏感的应用的理想选择。
EFM32ZG210F32-QFN32广泛应用于对功耗极为敏感的嵌入式系统中。典型应用场景包括便携式医疗设备,如血糖仪、体温计和心率监测器,这些设备依赖小型电池长期运行,要求MCU在待机状态下几乎不耗电,同时能够快速响应用户操作或测量请求。其低功耗RTC和LESENSE功能非常适合此类间歇性工作的健康监测设备。
在工业自动化领域,该芯片可用于智能传感器节点,例如温湿度、压力或气体传感器,部署于远程或难以更换电池的位置。结合无线模块(如SiLabs的Sub-GHz或Zigbee方案),可构建低功耗无线传感网络(WSN),实现工厂设备状态监控或环境数据采集。
智能家居和物联网终端也是其重要应用方向。例如,智能门锁、门窗传感器、烟雾探测器等产品依赖长时间待机和突发通信机制,EFM32ZG210F32的快速唤醒能力和低EM2功耗完美匹配这类需求。此外,其GPIO资源足够驱动多个按键或指示灯,并支持电容触摸感应功能,提升人机交互体验。
能量采集系统(Energy Harvesting)是另一个关键应用领域。该芯片可在光照、振动或热梯度等微弱能量源供电下正常工作,配合LESENSE实现自供电传感。例如,无电池遥控器或楼宇自动化中的自供能开关,利用按压动能或环境光为系统供电,MCU在大部分时间处于EM3/EM4模式,仅在事件发生时短暂唤醒并发送信号,实现真正的“零功耗”待机。
EFM32ZG210F64-QFN32
EFM32TG210F32-QFN32
EFR32FG13P632F32GL12
STM32L031K6T6
nRF52832-QFAA