SILICON LABS EFM8 BB50 8 位 MCU Pro 套件微控制器用户指南

1.1 描述
BB50 Pro 套件是在 EFM8BB50 Busy Bee 微控制器上进行应用开发的理想起点。该板具有传感器和外设，展示了 EFM8BB50 Busy Bee 的部分功能
微控制器。此外，该板是一个功能齐全的调试器和能源监控工具，可与外部应用程序一起使用。
1.2 特点

EFM8BB50 Busy Bee 微控制器
16 KB 闪存
512字节RAM
QFN16封装
先进的能量监测系统，用于精确的电流和体积tag和跟踪

集成 Segger J-Link USB 调试器/仿真器，可以调试外部 Silicon Labs 设备
20 针扩展接头
可轻松访问 I/O 引脚的分线盘
电源包括 USB 和 CR2032 电池
Silicon Labs 的 Si7021 相对湿度和温度传感器
超低功耗128×128像素内存液晶屏
1 个按钮和 1 个 LED 连接到 EFM8，用于用户交互

用于用户交互的 8 向模拟操纵杆

1.3 入门
有关如何开始使用新的 BB50 Pro 套件的详细说明，请访问 Silicon Labs Web 页数： silabs.com/development-tools/mcu/8-bit

套件框图

超过view BB50 Pro套件的结构如下图所示。

套件硬件布局

BB50 Pro 套件布局如下所示。

连接器

4.1 分线盘
EFM8BB50 的大多数 GPIO 引脚位于电路板顶部和底部边缘的两个排针排上。它们具有标准 2.54 毫米间距，如果需要，可以焊接排针。除了 I/O 引脚之外，还提供了电源轨和接地的连接。请注意，某些引脚用于套件外围设备或功能，如果不进行权衡，可能无法用于自定义应用。
下图显示了分线盘的引脚排列和电路板右边缘的 EXP 接头的引脚排列。 EXP 头将在下一节中进一步解释。分接焊盘连接也印在每个引脚旁边的丝网印刷中，以便于参考。下表显示了分线焊盘的引脚连接。它还显示了哪些套件外设或功能连接到不同的引脚。
表 4.1。底行 (J101) 引脚排列

别针	EFM8BB50 I/O 引脚	共享功能
1	单片机	EFM8BB50 卷tage 域（由 AEM 测量）
2	地线	地面
3	NC
4	NC
5	NC
6	NC
7	P0.7	EXP7，UIF_JOYSTICK
8	P0.6	MCU_DISP_SCLK
9	P0.5	EXP14，VCOM_RX

别针	EFM8BB50 I/O 引脚	共享功能
10	P0.4	EXP12，VCOM_TX
11	P0.3	EXP5，UIF_LED0
12	P0.2	EXP3，UIF_BUTTON0
13	P0.1	MCU 显示控制
14	P0.0	VCOM_使能
15	地线	地面
16	3V3	板控制器电源

表 4.2。顶行 (J102) 引脚排列

别针	EFM8BB50 I/O 引脚	共享功能
1	5V	板卡USB卷tage
2	地线	地面
3	NC
4	恢复时间	DEBUG_RESETN（DEBUG_C2CK 共享引脚）
5	C2CK	DEBUG_C2CK（DEBUG_RESETN 共享引脚）
6	C2D	DEBUG_C2D（DEBUG_C2DPS、MCU_DISP_ENABLE 共享引脚）
7	NC
8	NC
9	NC
10	NC
11	P1.2	EXP15，传感器_I2C_SCL
12	P1.1	EXP16，传感器_I2C_SDA
13	P1.0	MCU_DISP_MOSI
14	P2.0	MCU_DISP_ENABLE（DEBUG_C2D、DEBUG_C2DPS 共享引脚）
15	地线	地面
16	3V3	板控制器电源

4.2 经验头
在板的右侧，提供了一个有角度的 20 针 EXP 接头，用于连接外围设备或插件板。该连接器包含许多 I/O 引脚，可用于 EFM8BB50 Busy Bee 的大部分功能。此外，VMCU、3V3 和 5V 电源轨也暴露在外。
该连接器遵循的标准可确保 SPI、UART 和 I2C 总线等常用外设可在连接器的固定位置上使用。其余引脚用于通用 I/O。这种布局允许定义可插入许多不同 Silicon Labs 套件的扩展板。
下图显示了 BB50 Pro 套件的 EXP 接头引脚分配。由于可用 GPIO 引脚数量的限制，一些 EXP 接头引脚与套件功能共享。表 4.3。 EXP 接头引脚分配

别针	联系	EXP 头函数	共享功能	外围映射
20	3V3	板控制器电源
18	5V	板卡控制器 USB 卷tage
16	P1.1	I2C_SDA	传感器_I2C_SDA	SMB0_SDA
14	P0.5	UART_RX	VCOM_RX	串口0_RX
12	P0.4	UART_TX	VCOM_TX	串口0_TX
10	NC	通用输入输出
8	NC	通用输入输出
6	NC	通用输入输出
4	NC	通用输入输出
2	单片机	EFM8BB50 卷tage 域，包含在 AEM 测量中。

19	BOARD_ID_SDA	连接到板控制器以识别附加板。
17	BOARD_ID_SCL	连接到板控制器以识别附加板。
15	P1.2	I2C_SCL	传感器_I2C_SCL	SMB0_SCL
13	NC	通用输入输出
11	NC	通用输入输出
9	NC	通用输入输出

别针	联系	EXP 头函数	共享功能	外围映射
7	P0.7	ROCKER	UIF_操纵杆
5	P0.3	引领	UIF_LED0
3	P0.2	巴拿马	UIF_BUTTON0
1	地线	地面

4.3 调试连接器 (DBG)
调试连接器具有双重用途，基于调试模式，可以使用 Simplicity Studio 进行设置。如果选择“Debug IN”模式，连接器允许外部调试器与板载 EFM8BB50 一起使用。如果选择“调试输出”模式，连接器允许套件用作外部目标的调试器。如果选择“调试 MCU”模式（默认），则连接器与板卡控制器和板载目标设备的调试接口隔离。
由于此连接器会自动切换以支持不同的操作模式，因此它仅在板控制器通电时可用（连接 J-Link USB 电缆）。如果在板控制器未通电时需要对目标设备进行调试访问，则应通过直接连接到分线接头上的相应引脚来完成。
连接器的引脚排列遵循标准 ARM Cortex Debug 19 引脚连接器的引脚排列。下面详细介绍引脚分配。请注意，即使连接器支持 JTAG 除了 Serial Wire Debug 之外，并不一定意味着套件或板载目标器件支持此功能。尽管引脚排列与 ARM Cortex 调试连接器的引脚排列匹配，但它们并不完全兼容，因为引脚 7 已从 Cortex 调试连接器物理移除。一些电缆有一个小插头，当此引脚存在时，可以防止它们被使用。如果是这种情况，请拔下插头，或使用标准的 2×10 1.27 毫米直电缆。
表 4.4。调试连接器引脚说明

针号	功能	笔记
1	目标	目标参考卷tage. 用于在目标和调试器之间转换逻辑信号电平。
2	TMS / SDWIO / C2D	JTAG 测试模式选择，串行线数据或 C2 数据
4	TCK / SWCLK / C2CK	JTAG 测试时钟、串行线时钟或 C2 时钟
6	TDO/SWO	JTAG 测试数据输出或串行线输出
8	TDI/C2Dps	JTAG 测试数据输入，或 C2D “引脚共享”功能
10	复位/C2CKps	目标设备复位，或 C2CK “引脚共享”功能
12	NC	跟踪时钟
14	NC	追踪0
16	NC	追踪1
18	NC	追踪2
20	NC	追踪3
9	电缆检测	接地
11、13	NC	未连接
3、5、15、17、19	地线

4.4 简单连接器
BB50 Pro 套件上的 Simplicity 连接器可实现高级调试功能，例如用于外部目标的 AEM 和虚拟 COM 端口。引脚排列如下图所示。图中的信号名称和管脚说明表均参考板控制器。这意味着 VCOM_TX 应该连接到外部目标的 RX 引脚，VCOM_RX 连接到目标的 TX 引脚，VCOM_CTS 连接到目标的 RTS 引脚，VCOM_RTS 连接到目标的 CTS 引脚。
注意：从 VMCU vol 汲取的电流tage 引脚包含在 AEM 测量中，而 3V3 和 5V voltage 引脚不是。要使用 AEM 监控外部目标的电流消耗，请将板载 MCU 置于最低能量模式，以尽量减少其对测量的影响。
表 4.5。 Simplicity 连接器引脚说明

针号	功能	描述
1	单片机	3.3 V 电源轨，由 AEM 监控
3	3V3	3.3 V 电源轨
5	5V	5 V 电源轨
2	VCOM_TX	虚拟 COM TX
4	VCOM_RX	虚拟 COM RX
6	VCOM_CTS	虚拟 COM CTS
8	VCOM_RTS	虚拟 COM RTS
17	BOARD_ID_SCL	板 ID SCL
19	BOARD_ID_SDA	板卡 ID SDA
10、12、14、16、18、20	NC	未连接
7、9、11、13、15	地线	地面

电源和复位

5.1 MCU 电源选择
专业套件上的 EFM8BB50 可由以下电源之一供电：

调试 USB 电缆
3 V 纽扣电池

MCU 的电源是通过 pro kit 左下角的滑动开关选择的。下图显示了如何使用滑动开关选择不同的电源。当开关处于 AEM 位置时，专业套件上的低噪声 3.3 V LDO 用于为 EFM8BB50 供电。该 LDO 再次由调试 USB 电缆供电。高级能量监视器现在串联连接，可实现精确的高速电流测量和能量调试/分析。
将开关置于 BAT 位置时，可使用 CR20 插座中的 2032 毫米纽扣电池为设备供电。开关处于此位置时，没有电流测量处于活动状态。这是使用外部电源为 MCU 供电时推荐的开关位置。
注意：当电源选择开关处于 AEM 位置时，高级电能监视器只能测量 EFM8BB50 的电流消耗。
5.2 板控制器电源
板控制器负责调试器和 AEM 等重要功能，并通过板左上角的 USB 端口专门供电。套件的这一部分位于单独的电源域中，因此可以为目标器件选择不同的电源，同时保留调试功能。此电源域也被隔离，以防止在移除电路板控制器的电源时从目标电源域泄漏电流。
板控制器电源域不受电源开关位置的影响。
该套件经过精心设计，可在板控制器和目标电源域之一断电时保持彼此隔离。这可确保目标 EFM8BB50 器件继续在 BAT 模式下运行。
5.3 EFM8BB50 复位
EFM8BB50 MCU 可以通过几种不同的源进行复位：

用户按下 RESET 按钮
板载调试器将#RESET 引脚拉低
将#RESET 引脚拉低的外部调试器

除了上述复位源之外，在板控制器启动期间也会对 EFM8BB50 发出复位信号。这意味着断开板控制器的电源（拔下 J-Link USB 电缆）不会产生重置，但在板控制器启动时重新插入电缆会产生复位。

外设

该专业套件包含一组外围设备，展示了 EFM8BB50 的一些功能。
请注意，大多数路由到外设的 EFM8BB50 I/O 也会路由到分线焊盘或 EXP 接头座，使用这些 I/O 时必须考虑到这一点。
6.1 按钮和 LED
该套件有一个标记为 BTN0 的用户按钮，该按钮直接连接到 EFM8BB50，并由时间常数为 1ms 的 RC 滤波器进行抑制。该按钮连接到引脚 P0.2。
该套件还具有标记为 LED0 的黄色 LED，由 EFM8BB50 上的 GPIO 引脚控制。 LED 以高电平有效配置连接到引脚 P0.3。6.2游戏杆
该套件有一个带有 8 个可测量位置的模拟操纵杆。该操纵杆连接到 P8 引脚上的 EFM0.7，并使用不同的电阻值来创建音量tages可由ADC0测量。表 6.1。操纵杆电阻器组合

方向	电阻器组合 (kΩ)	预期 UIF_JOYSTICK 音量tag电子 (V)1
中压		0.033
向上 (N)		2.831
右上 (NE)		2.247
右（E）		2.533
右下 (SE)		1.433
向下 (S)		1.650
左下 (SW)		1.238
左（西）		1.980
左上（西北）		1.801
笔记： 1. 这些计算值假设 VMCU 为 3.3 V。

6.3 内存 LCD-TFT 显示
该套件配备 1.28 英寸夏普内存 LCD-TFT，可用于开发交互式应用程序。该显示屏具有 128 x 128 像素的高分辨率，且功耗极低。它是反射式单色显示器，因此每个像素只能亮或暗，在正常日光条件下不需要背光。发送到显示器的数据存储在玻璃上的像素中，这意味着无需连续刷新即可保持静态图像。
显示接口由一个SPI兼容的串行接口和一些额外的控制信号组成。像素不可单独寻址，而是一次将一行（128 位）数据发送到显示器。
内存 LCD-TFT 显示屏与套件的板控制器共享，允许板控制器应用程序在用户应用程序不使用显示屏时显示有用的信息。用户应用程序始终使用 DISP_ENABLE 信号控制显示器的所有权：

DISP_ENABLE = LOW：板控制器控制显示

DISP_ENABLE = 高：用户应用程序 (EFM8BB50) 可以控制显示

当 EFM8BB50 控制显示器时，显示器的电源来自目标应用电源域；当 DISP_ENABLE 线为低电平时，显示器的电源来自板控制器的电源域。当 DISP_CS 为高电平时，数据在 DISP_SI 上记入，时钟在 DISP_SCLK 上发送。支持的最大时钟速度为 1.1 MHz。

6.4 Si7021 相对湿度和温度传感器
Si7021 1°Crelative 湿度和温度传感器是一款单片 CMOS IC，集成了湿度和温度传感器元件、模数转换器、信号处理、校准数据和 1 Si7021 I C 接口。已获得专利的行业标准低 K 聚合物电介质用于感测湿度，可构建具有低漂移和迟滞以及出色的长期稳定性的低功耗单片 CMOS 传感器 IC。
湿度和温度传感器经过工厂校准，校准数据存储在片上非易失性存储器中。这可确保传感器完全可互换，无需重新校准或更改软件。
Si7021 采用 3×3 mm DFN 封装，并且支持回流焊。它可用作 3×3 mm DFN-6 封装中现有相对湿度/温度传感器的硬件和软件兼容的直接升级，具有更宽范围的精确传感和更低的功耗。可选的工厂安装盖板提供了较低的保护file，在组装期间（例如，回流焊接）和产品的整个生命周期保护传感器的方便方法，不包括液体（疏水/疏油）和微粒。
Si7021 提供精确、低功耗、工厂校准的数字解决方案，非常适合在从 HVAC/R 和资产跟踪到工业和消费平台的应用中测量湿度、露点和温度。
Si1 使用的 7021°C 总线与 EXP 接头共享。该传感器由 VMCU 供电，这意味着传感器的电流消耗包含在 AEM 测量中。请参阅 Silicon Labs web 更多信息页面： http://www.silabs.com/humidity-sensors.
6.5 虚拟串口
提供与板控制器的异步串行连接，用于主机 PC 和目标 EFM8BB50 之间的应用数据传输，从而无需外部串行端口适配器。虚拟 COM 端口由目标设备和板控制器之间的物理 UART 和板控制器中的逻辑功能组成，该功能使串行端口通过 USB 对主机 PC 可用。 UART 接口由两个引脚和一个使能信号组成。
表 6.2。虚拟 COM 端口接口引脚

信号	描述
VCOM_TX	将数据从 EFM8BB50 传输到板控制器
VCOM_RX	将板控制器的数据接收到 EFM8BB50
VCOM_使能	启用 VCOM 接口，允许数据通过板控制器

笔记： VCOM 端口仅在板控制器通电时可用，需要插入 J-Link USB 电缆。

高级能量监视器

7.1 使用
Advanced Energy Monitor (AEM) 数据由板控制器收集，并可由 Energy Pro 显示filer，可通过 Simplicity Studio 获得。通过使用 Energy Profiler，电流消耗和体积tage 可以实时测量并链接到 EFM8BB50 上运行的实际代码。
7.2 运行原理
为了准确测量 0.1 µA 至 47 mA（114 dB 动态范围）的电流，电流检测 amplifier 与双增益 s 一起使用tage. 现在的感觉 amp升压器测量体积tage 落在一个小的串联电阻上。增益tag进一步 amp活出这卷tage 使用两种不同的增益设置来获得两个电流范围。这两个范围之间的转换发生在 250 µA 左右。数字滤波和平均是在板控制器内完成的amp文件导出到 Energy Profiler 应用程序。在套件启动期间，会执行 AEM 的自动校准，从而补偿传感中的偏移误差 amp利器。7.3 准确性和性能
AEM 能够测量 0.1 µA 至 47 mA 范围内的电流。对于 250 µA 以上的电流，AEM 的精度在 0.1 mA 以内。当测量低于 250 µA 的电流时，精度会增加到 1 µA。尽管绝对精度在 1 µA 以下范围内为 250 µA，但 AEM 能够检测到小至 100 nA 的电流消耗变化。 AEM 产生 6250 电流amp每秒 les。

板载调试器

BB50 Pro 套件包含一个集成调试器，可用于下载代码和调试 EFM8BB50。除了对套件上的 EFM8BB50 进行编程外，调试器还可用于对外部 Silicon Labs EFM32、EFM8、
EZR32 和 EFR32 设备。
调试器支持与 Silicon Labs 设备一起使用的三种不同调试接口：

串行线调试，用于所有 EFM32、EFR32 和 EZR32 设备
JTAG，可与 EFR32 和一些 EFM32 设备一起使用

C2 Debug，与 EFM8 设备一起使用

为确保准确调试，请为您的设备使用适当的调试接口。板上的调试连接器支持所有这三种模式。
8.1 调试模式
要对外部设备进行编程，请使用调试连接器连接到目标板并将调试模式设置为[Out]。同一连接器还可用于将外部调试器连接到
通过将调试模式设置为 [In]，在套件上使用 EFM8BB50 MCU。
选择活动调试模式是在 Simplicity Studio 中完成的。调试
单片机： 在此模式下，板载调试器连接到套件上的 EFM8BB50。调试输出： 在此模式下，板载调试器可用于调试安装在定制板上的受支持的 Silicon Labs 设备。调试输入： 在此模式下，板载调试器断开，可以连接外部调试器来调试板上的 EFM8BB50。 成套工具。笔记： 要使“Debug IN”工作，套件板控制器必须通过调试 USB 连接器供电。
8.2 电池供电调试
当 EFM8BB50 由电池供电且 J-Link USB 仍处于连接状态时，板载调试功能可用。如果 USB 电源断开，则 Debug IN 模式将停止工作。
如果在目标使用其他能源（例如电池）运行并且板控制器断电时需要调试访问，请直接连接到用于调试的 GPIO（这些 GPIO 暴露在分线焊盘上）。

套件配置和升级

Simplicity Studio 中的套件配置对话框允许您更改 J-Link 适配器调试模式、升级其固件以及更改其他配置设置。要下载 Simplicity Studio，请访问 silabs.com/simplicity.
在 Simplicity Studio 的启动器透视图的主窗口中，显示了所选 J-Link 适配器的调试模式和固件版本。单击任何这些设置旁边的 [更改] 链接以打开套件配置对话框。9.1 固件升级
您可以通过 Simplicity Studio 升级套件固件。 Simplicity Studio 将在启动时自动检查新更新。
您还可以使用套件配置对话框进行手动升级。单击 [Update Adapter] 部分中的 [Browse] 按钮以选择正确的 file 结尾为.emz。然后，单击[安装包]按钮。

原理图、装配图和 BOM

安装套件文档包后，可通过 Simplicity Studio 获得原理图、装配图和材料清单 (BOM)。它们也可从 Silicon Labs 的套件页面获得 web地点： silabs.com.

套件修订历史和勘误表

11.1 修订历史
套件修订版印在套件的包装盒标签上，如下图所示。

套件修订	发布	描述
A01	9 年 23 月 XNUMX 日	初始套件修订。

文档修订历史

修订版 1.0
2023 年 XNUMX 月初始文档版本。
简单工作室
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物联网产品组合 www.silabs.com/物联网	软件/硬件 www.silabs.com/simplicity	质量 www.silabs.com/quality	支持与社区 www.silabs.com/community

免责声明
Silicon Labs 致力于为客户提供所有外设和模块的最新、准确且详尽的文档，供使用或打算使用 Silicon Labs 产品的系统和软件实施者使用。特性数据、可用模块和外设、内存大小和内存地址均指每个特定设备，所提供的“典型”参数在不同应用中可能会有所不同。应用示例amp本文描述的文件仅用于说明目的。 Silicon Labs 保留对本文中的产品信息、规格和描述进行更改的权利，恕不另行通知，并且不对所包含信息的准确性或完整性提供保证。出于安全或可靠性原因，Silicon Labs 可能会在制造过程中更新产品固件，恕不另行通知。此类更改不会改变产品的规格或浪漫。对于使用本文档中提供的信息所造成的后果，Silicon Labs 不承担任何责任。本文件并不暗示或明确授予设计或制造任何集成电路的任何许可。未经 Silicon Labs 具体书面同意，这些产品未设计或授权用于任何 FDA III 类设备、需要 FDA 上市前批准的应用或生命支持系统。 “生命支持系统”是指旨在支持或维持生命和/或健康的任何产品或系统，如果出现故障，可以合理预期会导致重大人身伤害或死亡。 Silicon Labs 产品并非为军事应用而设计或授权。 Silicon Labs 产品在任何情况下均不得用于大规模杀伤性武器，包括（但不限于）核武器、生物武器或化学武器，或能够运载此类武器的导弹。 Silicon Labs 不承担所有明示和默示的保证，并且对于因在此类未经授权的应用程序中使用 Silicon Labs 产品而造成的任何伤害或损害不承担任何责任。
笔记： 此内容可能包含现已过时的菊苣术语 y。 Silicon Labs 正在尽可能用包容性语言替换这些术语。欲了解更多信息，请访问 www.silabs.com/about-us/inclusive-lexicon-project
商标信息 Silicon Laboratories Inc.®、Silicon Laboratories®、Silicon Labs®、SiLabs® 和 Silicon Labs 徽标®、Blueridge®、Blueridge Logo®、EFM®、EFM32®、EFR、Ember®、Energy Micro、Energy Micro 徽标和其组合，“世界上最节能的微控制器”，Repine Signals®、Wished Connect、n-Link、Thread Arch®、Elin®、EZRadioPRO®、EZRadioPRO®、Gecko®、Gecko OS、Gecko OS Studio、Precision32®、Simplicity Studio®、Telegenic、Telegenic Logo®、USB XPress®、Sentry、Sentry 徽标和 Sentry DMS、Z-Wave ® 等是 Silicon Labs 的商标或注册商标。 ARM、CORTEX、Cortex-M3 和 THUMB 是 ARM Holdings 的商标或注册商标。 Keli 是 ARM Limited 的注册商标。 Wi-Fi 是 Wi-Fi 联盟的注册商标。本文提及的所有其他产品或品牌名称均为其各自所有者的商标。

文件/资源

SILICON LABS EFM8 BB50 8 位 MCU 专业套件微控制器 [pdf] 用户指南
EFM8 BB50 8 位 MCU 专业套件微控制器、EFM8 BB50、8 位 MCU 专业套件微控制器、专业套件微控制器、套件微控制器、微控制器

参考

用户手册

LABS EFM8 BB50 8 位 MCU 专业套件微控制器

介绍