無線單片機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.ppt

無線單片機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,授課內(nèi)容,1、無線單片機(jī)概述 2、GPIO模塊原理與應(yīng)用,無線單片機(jī)概述,CC2530 是基于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee 和RF4CE 上的一個(gè)片上系統(tǒng)解決方案。其特點(diǎn)是以極低的總材料成本建立較為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2530 芯片結(jié)合了RF 收發(fā)器，增強(qiáng)型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其他模塊的強(qiáng)大的功能。,CC2530片內(nèi)結(jié)構(gòu)方框圖,CC2530引腳描述,CC2530引腳描述,CC2530芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu),CC2530需要極少的外部連接元件，同時(shí)有很多典型電路，其模塊大致可以分為三類： 1、 CPU和內(nèi)存相關(guān)模塊 2、外設(shè)，時(shí)鐘和電源管理相關(guān)模塊 3、無線信號(hào)收發(fā)相關(guān)模塊,CPU和內(nèi)存,CC2530使用的8051CPU是一個(gè)單周期的兼容內(nèi)核，它有三種不同的訪問總線。其中包括中斷控制器，內(nèi)存仲裁器，8KB SRAM，32/64/128/256KB閃存塊。 中斷控制器：其為18 個(gè)中斷源提供服務(wù)，它們中的每個(gè)中斷都被賦予4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)中的某一個(gè)。 內(nèi)存仲裁器：位于系統(tǒng)中心，它負(fù)責(zé)執(zhí)行仲裁，即決定同時(shí)訪問系統(tǒng)物理存儲(chǔ)器時(shí)的順序，便于系統(tǒng)效率的提高。 8 KB SRAM：為超低功耗的SRAM，使數(shù)字部分即使掉電也能保存其中內(nèi)容，是芯片低功耗原因所在。 閃存塊：用于保存電腦傳輸進(jìn)入的程序代碼以及常量數(shù)據(jù)，節(jié)約了搜尋時(shí)間。,CC2530外設(shè),強(qiáng)大的5通道DMA IEEE802.15.4MAC定時(shí)器，通用定時(shí)器（一個(gè)16位定時(shí)器，一個(gè)8位定時(shí)器） IR發(fā)生電路（IR 中斷） 具有捕獲功能的32-kHz睡眠定時(shí)器 硬件支持CSMA/CA 支持精確的數(shù)字化RSSI/LQI,CC2530外設(shè),電池監(jiān)視器和溫度傳感器 8路輸入，12位分辨率ADC AES安全協(xié)議 2個(gè)支持多種串行通信協(xié)議的強(qiáng)大的USART 21個(gè)通用I/O引腳 看門狗定時(shí)器,CC2530外設(shè),兩個(gè)8位定時(shí)器：定時(shí)器3，4為8位定時(shí)器，有一個(gè)可編程為頻器，一個(gè)8位的周期值，一個(gè)計(jì)數(shù)器通道。 MAC定時(shí)器：專為MAC或其他協(xié)議而設(shè)的定時(shí)器，可以跟蹤已過周期，同時(shí)可以記錄收發(fā)某一的幀精確時(shí)間和傳輸結(jié)束時(shí)間，以便產(chǎn)生不同的選通命令到無線模塊 ADC：支持7到12位的分辨率，帶寬范圍為7-30kHz,在DC與音頻轉(zhuǎn)換時(shí)，能夠使用8個(gè)輸入通道。 AES加密/解密內(nèi)核：CC2530用128位的AES算法進(jìn)行加密或解密數(shù)據(jù)，從而保證了ZigBee網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的安全要求。 USART0和USART1分別被配置為一個(gè)主從或一個(gè)UART，其功能是為RX和TX提供雙緩沖，以及硬件流控制。 調(diào)試接口：用于內(nèi)部電路調(diào)試，具有兩線串形接口 I/O控制器：負(fù)責(zé)所有的通用的I/O引腳,無線設(shè)備,CC2530具備一個(gè)IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器，其中的RF內(nèi)核控制模擬無線模塊，另外它還提供了一個(gè)連接外部設(shè)備的端口，從而可以發(fā)出命令和讀取狀態(tài)，操縱各執(zhí)行電路的事件順序。同時(shí)無線設(shè)備還包括數(shù)據(jù)包過慮模塊和地址識(shí)別模塊。,CC2530的典型應(yīng)用,CC2530的應(yīng)用,2.4-GHz IEEE 802.15.4系統(tǒng) RF4CE遠(yuǎn)程控制系統(tǒng) ZigBee系統(tǒng)（256-kB閃存） 家庭/樓宇自動(dòng)化 照明系統(tǒng) 工業(yè)控制和監(jiān)控 低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò) 消費(fèi)型電子 醫(yī)療保健,GPIO模塊原理和應(yīng)用,有 21 個(gè)數(shù)字輸入/輸出引腳 可以配置為通用數(shù)字 I/O 或外設(shè) I/O 信號(hào)，配置為連接到 ADC、定時(shí)器或 USART外設(shè)。 這些 I/O 口的用途可以通過一系列寄存器配置，由用戶軟件加以實(shí)現(xiàn)。,GPIO模塊原理和應(yīng)用,I/O 端口具備如下重要特性： 21 個(gè)數(shù)字 I/O 引腳 可以配置為通用 I/O 或外部設(shè)備 I/O 輸入口具備上拉或下拉能力 具有外部中斷能力。 21 個(gè) I/O 引腳都可以用作于外部中斷源輸入口。因此如果需要外部設(shè)備可以產(chǎn)生中斷。外部中斷功能也可以從睡眠模式喚醒設(shè)備。,I/O寄存器說明,P1 （P1 口寄存器）,I/O寄存器說明,P1DIR （P1 方向寄存器）,I/O寄存器說明,P1SEL （P1 功能選擇寄存器）,實(shí)例,通過對(duì)P1口的控制實(shí)現(xiàn)一個(gè)燈D1閃爍。,代碼清單,volatile 類型修飾符（type specifier）。用來修飾被不同線程訪問和修改的變量。,volatile unsigned char * XBYTE;,其他的I/O控制函數(shù),補(bǔ)充