无线单片机设计与应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,无线单片机设计与应用,授课内容,1,、无线单片机概述,2,、,GPIO,模块原理与应用,无线单片机概述,CC2530,是基于、,ZigBee,和,RF4CE,上的一个片上系统解决方案。其特点是以极低的总材料成本建立较为强大的网络节点。,CC2530,芯片结合了,RF,收发器，增强型,8051 CPU,，系统内可编程闪存，,8-KB RAM,和许多其他模块的强大的功能。,CC2530,片内结构方框图,CC2530,引脚描述,CC2530,引脚描述,引脚名称,引脚,引脚类型,描述,AVDD1,28,电源（模拟）,2-3.6V,模拟电源连接，为模拟电路供电,AVDD2,27,电源（模拟）,2-3.6V,模拟电源连接，为模拟电路供电,AVDD3,24,电源（模拟）,2-3.6V,模拟电源连接,AVDD4,29,电源（模拟）,2-3.6V,模拟电源连接,AVDD5,21,电源（模拟）,2-3.6V,模拟电源连接,AVDD6,31,电源（模拟）,2-3.6V,模拟电源连接,DCOUPL,40,电源（数字）,1.8,数字电源去耦。不使用外部电路供应,DVDD1,39,电源（数字）,2-3.6V,数字电源连接，为引脚供电,DVDD2,10,电源（数字）,2-3.6V,数字电源连接，为引脚供电,GND,-,接地,接地面,GND,1,，,2,，,3,，,4,未使用引脚,连接到,GND,P2_3,33,数字,I/O,端口,2.3/32.768kHz XOSC,P2_4,32,数字,I/O,端口,2.4/32.768kHz XOSC,RBIAS,30,模拟,I/O,参考电流的外部精密偏置电阻,RESET_N,20,数字输入,复位，活动到低电平,RF_N,26,RF I/O,RX,期间负,RF,输入信号到,LNA,RF_P,25,RF I/O,RX,期间正,RF,输入信号到,LNA,XOSC_Q1,22,模拟,I/O,32-MHz,晶振引脚,1,或外部时钟输入,XOSC_Q2,23,模拟,I/O,32-MHz,晶振引脚,2,P0,，,P1,，,P2,P0,，,P1,全部,P2_0P2_2,数字,I/O,对应引脚号,CC2530,芯片内部结构,CC2530,需要极少的外部连接元件，同时有很多典型电路，其模块大致可以分为三类：,1,、,CPU,和内存相关模块,2,、,外设，时钟和电源管理相关模块,3,、,无线信号收发相关模块,CPU,和内存,CC2530,使用的,8051CPU,是一个单周期的兼容内核，它有三种不同的访问总线。其中包括中断控制器，内存仲裁器，,8KB SRAM,，,32/64/128/256KB,闪存块。,中断控制器,：,其为,18,个中断源提供服务，它们中的每个中断都被赋予,4,个中断优先级中的某一个,。,内存仲裁器,：,位于系统中心，它负责执行仲裁，即决定同时访问系统物理存储器时的顺序，便于系统效率的提高,。,8 KB SRAM,：为超低功耗的,SRAM,，使数字部分即使掉电也能保存其中内容，是芯片低功耗原因所在。,闪存块,：用于保存电脑传输进入的程序代码以及常量数据，节约了搜寻时间。,CC2530,外设,强大的,5,通道,DMA,定时器，通用定时器（一个,16,位定时器，一个,8,位定时器）,IR,发生电路（,IR,中断）,具有捕获功能的,32-kHz,睡眠定时器,硬件支持,CSMA/CA,支持精确的数字化,RSSI/LQI,CC2530,外设,电池监视器和温度传感器,8,路输入，,12,位分辨率,ADC,AES,安全协议,2,个支持多种串行通信协议的强大的,USART,21,个通用,I/O,引脚,看门狗定时器,CC2530,外设,两个,8,位定时器：定时器,3,，,4,为,8,位定时器，有一个可编程为频器，一个,8,位的周期值，一个计数器通道。,MAC,定时器：专为,MAC,或其他协议而设的定时器，可以跟踪已过周期，同时可以记录收发某一的帧精确时间和传输结束时间，以便产生不同的选通命令到无线模块,ADC,：支持,7,到,12,位的分辨率，带宽范围为,7-30kHz,在,DC,与音频转换时，能够使用,8,个输入通道。,AES,加密,/,解密内核：,CC2530,用,128,位的,AES,算法进行加密或解密数据，从而保证了,ZigBee,网络层和应用层的安全要求。,USART0,和,USART1,分别被配置为一个主从或一个,UART,，其功能是为,RX,和,TX,提供双缓冲，以及硬件流控制。,调试接口：用于内部电路调试，具有两线串形接口,I/O,控制器：负责所有的通用的,I/O,引脚,无线设备,CC2530,具备一个兼容无线收发器，其中的,RF,内核控制模拟无线模块，另外它还提供了一个连接外部设备的端口，从而可以发出命令和读取状态，操纵各执行电路的事件顺序。同时无线设备还包括数据包过虑模块和地址识别模块。,CC2530,的典型应用,CC2530,的应用,系统,RF4CE,远程控制系统,ZigBee,系统（,256-kB,闪存）,家庭,/,楼宇自动化,照明,系统,工业控制和监控,低功耗无线传感网络,消费型电子,医疗保健,GPIO,模块原理和应用,有,21,个数字输入,/,输出引脚,可以配置为通用数字,I/O,或外设,I/O,信号，配置为连接到,ADC,、定时器或,USART,外设。,这些,I/O,口的用途可以通过一系列寄存器配置，由用户软件加以实现。,GPIO,模块原理和应用,I/O,端口具备如下重要特性：,21,个数字,I/O,引脚,可以配置为通用,I/O,或外部设备,I/O,输入口具备上拉或下拉能力,具有外部中断能力。,21,个,I/O,引脚都可以用作于外部,中断源输入口,。因此如果需要外部设备可以产生中断。外部中断功能也可以从睡眠模式唤醒设备。,I/O,寄存器说明,P1,（,P1,口寄存器）,位号,位名,复位值,操作性,功能描述,7:0,P17:0,0 x00,读,/,写,P1,端口普通功能寄存器，可位寻址,I/O,寄存器说明,P1DIR,（,P1,方向寄存器）,位号,位名,复位值,操作性,功能描述,7,DIRP1_7,0,读,/,写,P1_7,方向,0,输入，,1,输出,6,DIRP1_6,0,读,/,写,P1_6,方向,0,输入，,1,输出,5,DIRP1_5,0,读,/,写,P1_5,方向,0,输入，,1,输出,4,DIRP1_4,0,读,/,写,P1_4,方向,0,输入，,1,输出,3,DIRP1_3,0,读,/,写,P1_3,方向,0,输入，,1,输出,2,DIRP1_2,0,读,/,写,P1_2,方向,0,输入，,1,输出,1,DIRP1_1,0,读,/,写,P1_1,方向,0,输入，,1,输出,0,DIRP1_0,0,读,/,写,P1_0,方向,0,输入，,1,输出,I/O,寄存器说明,P1SEL,（,P1,功能选择寄存器）,位号,位名,复位值,操作性,功能描述,7,SELP1_7,0,读,/,写,P1_7,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,6,SELP1_6,0,读,/,写,P1_6,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,5,SELP1_5,0,读,/,写,P1_5,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,4,SELP1_4,0,读,/,写,P1_4,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,3,SELP1_3,0,读,/,写,P1_3,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,2,SELP1_2,0,读,/,写,P1_2,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,1,SELP1_1,0,读,/,写,P1_1,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,0,SELP1_0,0,读,/,写,P1_0,功能,0,普通,I/O,，,1,外设功能,实例,通过对,P1,口的控制实现一个灯,D1,闪烁。,代码清单,volatile,类型修饰符（,type specifier,）。用来修饰被不同线程访问和修改的变量。,volatile unsigned char*XBYTE;,其他的,I/O,控制函数,补充一题目,详细分析,HAL_TURN_ON_LEDx(),及,HAL_TURN_OFF_LEDx(),函数具体执行过程。,I/O,口的输入功能,I/O,口的输入功能,无线传感网通信模块按键相关图,按键控制,