EZR32WG 868 MHz 13 dBm无线入门套件使用指南

在物联网和无线通信蓬勃发展的今天，一款优秀的无线开发套件对于电子工程师来说至关重要。Silicon Labs的EZR32WG 868 MHz 13 dBm无线入门套件就是这样一款值得关注的产品。它为开发者提供了便捷的开发环境和丰富的功能，能够帮助我们快速熟悉EZR32™ Wonder Gecko无线微控制器，并开发出高效的无线应用。

文件下载：SLWSTK6220A.pdf

一、套件概述

1.1 套件组成

该套件由无线入门套件主板和BRD4502C无线电板组成。BRD4502C是一款插板，为EZR32WG无线MCU提供了完整的参考设计，具有匹配的网络以实现13 dBm的输出功率，并配备了868 MHz频段的SMA连接器。主板则包含了一系列工具，如板载J-Link调试器、高级能量监测器（AEM）、虚拟COM端口（VCOM）和数据包跟踪接口（PTI）等，方便进行无线应用的评估和开发。

1.2 订购信息

BRD4502C可以作为SLWSTK6220A无线入门套件的一部分获得，也可以单独购买SLWRB4502C无线电板。具体内容如下：	部件编号	描述	内容
SLWSTK6220A	EZR32WG 868 MHz无线入门套件	2x BRD4001A无线入门套件主板、2x BRD4502C EZR32WG 868 MHz 13 dBm无线电板、2x 868 MHz偶极天线、2x USB Type A到Micro-B电缆、2x USB Type A到Mini-B电缆
SLWRB4502C	EZR32WG 868 MHz 13 dBm无线电板	1x BRD4502C EZR32WG 868 MHz 13 dBm无线电板、1x 868 MHz偶极天线

1.3 入门指南

详细的入门说明可以在Silicon Labs的网页上找到：http://www.silabs.com/ezr32 。

二、硬件概述

2.1 硬件布局

套件的硬件布局清晰合理，各个组件的位置安排便于操作和连接。具体的布局图可以参考文档中的Figure 2.1。

2.2 框图

套件的框图展示了各个组件之间的连接关系和信号流向，有助于我们理解整个系统的工作原理。Figure 2.2给出了详细的框图。

三、连接器

3.1 J-Link USB连接器

位于无线入门套件主板左侧，是套件的主要开发接口和电源来源。通过该接口，可以使用板载J-Link调试器对目标设备进行调试和编程，通过虚拟COM端口与目标设备进行通信，还可以使用高级能量监测器进行精确的电流分析。建议USB主机能够为该连接器提供至少500 mA的电流。

3.2 以太网连接器

提供了通过TCP/IP访问套件所有开发功能的途径。支持的功能包括调试和编程、虚拟COM端口通信、“VUART”通信、高级能量监测和数据包跟踪接口等。需要注意的是，该接口不能为套件供电，必须同时使用USB连接器提供电源。

3.3 breakout pads

大多数EZR32的引脚被路由到无线入门套件主板顶部和底部边缘的breakout pads上。可以焊接一个2.54 mm间距的引脚头，方便访问这些引脚。具体的引脚映射可以参考Figure 3.2。

3.4 扩展头

位于无线入门套件主板右侧，是一个20引脚的扩展头，用于连接外设或插件板。该连接器遵循标准，确保了常用外设（如SPI、UART和I2C总线）在固定位置可用，其余引脚用于通用IO。详细的引脚分配可以参考Table 3.1。

3.5 调试连接器

根据“调试模式”的设置，该连接器可以用于连接外部调试器到无线电板上的EZR32，也可以将套件用作外部目标的调试器。当设置为“Debug MCU”（默认）时，连接器与板载调试器和无线电板目标设备隔离。该连接器的引脚布局遵循标准的ARM Cortex Debug+ETM 19引脚连接器，但由于物理上移除了引脚7，可能需要注意一些电缆的兼容性问题。

3.6 Simplicity连接器

用于将高级调试功能（如AEM、虚拟COM端口和数据包跟踪接口）应用于外部目标。需要注意的是，从VMCU电压引脚吸取的电流包含在AEM测量中，而3V3和5V电压引脚则不包含。为了使用AEM监测外部目标的电流消耗，需要将无线电板从无线入门套件主板上拔下。

3.7 调试适配器

文档中未详细介绍调试适配器的具体功能和使用方法，需要进一步参考相关资料。

四、电源供应和复位

4.1 无线电板电源选择

EZR32可以通过以下三种方式供电：调试USB电缆、3V硬币电池或无线电板上的USB稳压器（仅支持USB的设备）。电源选择通过无线入门套件主板左下角的滑动开关进行。当开关处于AEM位置时，使用主板上的低噪声3.3 V LDO为无线电板供电，并可进行精确的电流测量和能量调试；当开关处于USB位置时，使用EZR32中的集成线性稳压器为无线电板供电；当开关处于BAT位置时，使用CR2032插槽中的硬币电池为设备供电，但此时无法进行电流测量。

4.2 板控制器电源

板控制器负责调试器和高级能量监测器等重要功能，通过主板左上角的USB端口供电。该部分位于单独的电源域，与目标设备的电源域隔离，确保在目标设备选择不同电源时仍能保持调试功能。

4.3 EZR32复位

EZR32可以通过以下几种方式复位：用户按下RESET按钮、板载调试器拉低#RESET引脚、外部调试器拉低#RESET引脚。此外，在板控制器启动时也会对EZR32进行复位。

五、外设

5.1 USB Micro-B连接器

BRD4502C无线电板配备了一个USB Micro-B连接器，直接连接到EZR32 Wonder Gecko。需要注意的是，该无线电板仅支持USB设备模式。

5.2 按钮和LED

套件有两个用户按钮（PB0和PB1）和两个黄色LED（LED0和LED1）。按钮直接连接到EZR32，并通过RC滤波器进行去抖处理；LED由EZR32的GPIO引脚控制。

5.3 内存LCD-TFT显示屏

套件配备了一个1.28英寸的SHARP Memory LCD-TFT显示屏，具有128x128像素的高分辨率和低功耗特性。该显示屏是反射式单色显示屏，不需要背光。数据通过SPI兼容的串行接口和额外的控制信号传输。用户应用可以通过DISP_ENABLE信号控制显示屏的所有权。

5.4 Si7021相对湿度和温度传感器

用于测量环境的相对湿度和温度，为开发环境监测应用提供了便利。

5.5 虚拟COM端口

为主机PC和目标EZR32之间的应用数据传输提供了异步串行连接，无需外部串行端口适配器。该端口由目标设备和板控制器之间的物理UART以及板控制器中的逻辑功能组成，可通过USB或以太网提供给主机PC。可以通过管理控制台配置串行端口的参数，如波特率和流控制。同时，该端口支持基本的RTS/CTS流控制。

六、板控制器

6.1 管理控制台

是一个命令行界面，用于配置套件的行为和获取配置及操作参数。需要通过以太网连接器将套件连接到网络，然后通过telnet连接到套件的IP地址和端口4902来访问管理控制台。该控制台具有内置的帮助系统，可以通过“help”命令获取所有顶级命令的列表，也可以与任何顶级命令结合使用以获取子命令的列表和描述。

6.2 虚拟UART

基于SEGGER的实时传输（RTT）技术，提供了一个高性能的应用数据接口，不需要额外的I/O引脚。无线入门套件在TCP/IP端口4900上提供了该接口。

七、高级能量监测器

7.1 简介

Simplicity Energy Profiler旨在帮助嵌入式开发者轻松快速地发现运行应用中的效率问题，实时绘制和记录电流随时间的变化，并将其与运行在EZR32上的实际目标应用代码相关联。

7.2 工作原理

板上的高级能量监测器（AEM）电路能够测量0.1 µA到95 mA范围内的电流信号，动态范围接近120 dB，同时保持约10 kHz的电流信号带宽。通过电流感测放大器、多个增益级和板控制器中的信号处理，将电流感测信号传输到主机计算机进行显示和存储。在套件上电或电源循环时，会自动进行AEM校准，以补偿电流感测放大器中的任何偏移误差。

7.3 AEM精度和性能

AEM能够在0.1 µA到95 mA的范围内测量电流。对于高于250 µA的电流，测量精度在0.1 mA以内；对于低于250 µA的电流，精度提高到1 µA，并且能够检测到小至100 nA的电流消耗变化。AEM的电流采样率为10 kHz。需要注意的是，AEM电路仅在套件供电且电源开关处于AEM位置时工作。

7.4 使用方法

AEM数据由板控制器收集，并可以通过Simplicity Studio中的Energy Profiler进行显示。通过使用Energy Profiler，可以实时测量电流消耗和电压，并将其与运行在EZR32上的实际代码相关联。

八、板载调试器

8.1 主机接口

无线入门套件支持通过以太网或USB连接到板载调试器。连接到调试器时，USB接口通过J-Link序列号识别套件，以太网接口通常通过IP地址识别套件。一些工具也支持在以太网连接时使用序列号，但需要计算机和套件在同一子网内。

8.2 调试模式

板载调试器支持三种调试模式：Debug MCU（默认）、Debug OUT和Debug IN。可以在Simplicity Studio中选择活动的调试模式。在Debug OUT模式下，可以使用板载调试器调试安装在自定义板上的支持的Silicon Labs设备；在Debug IN模式下，板载调试器断开连接，外部调试器可以连接到套件上的EZR32进行调试。需要注意的是，Debug IN模式需要通过调试USB连接器为套件板控制器供电。

8.3 电池操作期间的调试

当EZR32由电池供电且J-Link USB仍然连接时，板载调试功能可用。如果断开USB电源，Debug In模式将停止工作。如果在目标设备使用其他能源（如电池）运行且板控制器断电时需要调试访问，可以直接连接到用于调试的GPIO引脚，例如通过连接到breakout pads的适当引脚。

九、套件配置和升级

9.1 固件升级

可以通过Simplicity Studio对套件固件进行升级。Simplicity Studio在启动时会自动检查新的更新，也可以使用套件配置对话框进行手动升级。通过点击[Browse]按钮选择正确的以“.emz”结尾的文件，然后点击[Install Package]按钮进行安装。

十、原理图、装配图和物料清单

在安装套件文档包后，可以通过Simplicity Studio获取原理图、装配图和物料清单（BOM）。

十一、套件修订历史

11.1 SLWSTK6220A修订历史

记录了该套件的各个版本的发布时间和主要变化，如移除硬币电池、添加或移除调试适配器等。

11.2 SLWRB4502C修订历史

记录了该无线电板的初始版本发布信息。

十二、文档修订历史

记录了文档的各个版本的发布时间和主要更新内容，如更新套件内容、修正引脚表和图中的错误等。

总的来说，EZR32WG 868 MHz 13 dBm无线入门套件为电子工程师提供了一个强大而便捷的开发平台。通过深入了解套件的各个组成部分和功能，我们可以更好地利用它来开发出高效、稳定的无线应用。你在使用这款套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。