實(shí)驗(yàn)11 無(wú)線采集溫度傳感器

1、 ZigBee實(shí)驗(yàn)十一無(wú)線采集溫度11.1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介對(duì)于溫度傳感器，主要原理就是將溫度轉(zhuǎn)化成為模擬量,再通過(guò)ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。對(duì)于CC2530芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了ADC，該ADC 支持多達(dá)14 位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，具有多達(dá)12 位的ENOB（有效數(shù)字位）。它包括一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)換器，具有多達(dá)8 個(gè)各自可配置的通道；以及一個(gè)參考電壓發(fā)生器。轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)DMA 寫(xiě)入存儲(chǔ)器。還具有若干運(yùn)行模式。同時(shí)CC2530內(nèi)部也集成了一溫度傳感器，可以通過(guò)配置寄存器，將溫度傳感器作為ADC的輸入，這樣CC2530就可以方便的使用溫度傳感器。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，也用過(guò)了溫度傳感器，本實(shí)驗(yàn)主要是居于TI的協(xié)議棧進(jìn)

2、行的無(wú)線采集實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2 訓(xùn)練目的 12.2.1 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)了解Z-STACK協(xié)議棧中的ADC采集的使用及相關(guān)寄存器的配置。11.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備11.3.1 硬件：（1） ZIGBEE 調(diào)試底板2個(gè)：可調(diào)電阻ZigBee_DEBUG指示燈紅外發(fā)射ZigBee復(fù)位ZigBee按鍵撥碼開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)按鍵復(fù)位傳感器接口1J-LINK接口傳感器接口3傳感器接口2電源開(kāi)關(guān)電源圖11-1 ZIGBEE調(diào)試底板（2） UART轉(zhuǎn)接板與轉(zhuǎn)接線各1個(gè)：UART轉(zhuǎn)接線轉(zhuǎn)接串口輸入，連接到ZIGBEE調(diào)試底板轉(zhuǎn)接串口輸出，連接到電腦串口圖11-2 UART轉(zhuǎn)接板與轉(zhuǎn)接線（3） ZIGBEE仿真器1個(gè)；10PIN下載接口電

3、源（上）和狀態(tài)指示燈USB接口圖11-3 ZIGBEE仿真器（4） ZIGBEE模塊2個(gè)；圖11-4 ZIGBEE模塊（5） 電源2個(gè)圖11-5 電源（6） 串口延長(zhǎng)線1根圖11-6 串口延長(zhǎng)線（7） 硬件連接圖連接電腦串口ZigBee調(diào)試底板與串口轉(zhuǎn)接板連接電源連接電腦USBZIGBEE DeBug連接口圖11-7 硬件連接11.3.2 軟件（1） IAR Embedded Workbench for MCS-51 7.51A集成開(kāi)發(fā)環(huán)境；（2） TI Z-STACK;（3） 仿真器驅(qū)動(dòng)；（4） 串口調(diào)試助手。實(shí)驗(yàn)知識(shí)11.4 11.4.1 ADC輸入除了輸入引腳AIN0-AIN7，片上溫度

4、傳感器的輸出也可以選擇作為ADC 的輸入，用于溫度測(cè)量?？赏ㄟ^(guò)配置寄存器TR0.ADCTM 和ATEST.ATESTCTRL去實(shí)現(xiàn)。 11.4.2 片內(nèi)溫度傳感器的溫度計(jì)算方法在CC2530的用戶(hù)手冊(cè)中沒(méi)找到相關(guān)的溫度計(jì)算方法，而在CC2430用戶(hù)手冊(cè)用，可以得到以下一個(gè)表格：在TI提供的官方例程中“SimpleSensorEB-Pro”中，得到這樣的一段話：value ranges from 0 to 0x8000 indicating 0V and 1.25VVOLTAGE_AT_TEMP_ZERO = 0.743 V = 19477TEMP_COEFFICIENT = 0.0024 V/

5、C = 62.9 /CThese parameters are typical values and need to be calibratedSee the datasheet for the appropriate chip for more detailsalso, the math below may not be very accurate可以知道以上的確實(shí)為CC2530的內(nèi)部溫度傳感器的電壓與溫度的關(guān)系，從而可以得到計(jì)算溫度的方法。實(shí)驗(yàn)步驟11.511.5.1 在開(kāi)始本實(shí)驗(yàn)的仿真前，參看配套源資料中“關(guān)于節(jié)點(diǎn)板串口使用的統(tǒng)一說(shuō)明”,先按照本說(shuō)明去配置好串口，波特率38400，以便往

6、下實(shí)驗(yàn)?zāi)苷Ｊ褂么?。圖11-8 節(jié)點(diǎn)板串口使用的統(tǒng)一說(shuō)明11.5.2 啟動(dòng)IAR Embedded Workbench，打開(kāi)對(duì)應(yīng)配套實(shí)驗(yàn)源碼中“路由器”的SampleApp.eww工程：圖11-9 工程文件圖11-10 打開(kāi)工程界面11.5.3 編譯鏈接程序代碼Make，這一步可以省略，因?yàn)檫M(jìn)行DeBug前，IAR軟件會(huì)先編譯再下載代碼到目標(biāo)板上去仿真，但對(duì)于編譯檢查錯(cuò)誤，這一步也很有必要。如果正確編譯后文件右側(cè)的紅星會(huì)消失。在Make之前，最好Clean一下，如下圖所示：圖11-11 編譯鏈接代碼文件紅色星星編譯后變沒(méi)有了編譯后生成圖11-12 編譯前后對(duì)比如果正確建立工程并正確配置了工程

7、，則此時(shí)編譯是無(wú)錯(cuò)誤的，編譯無(wú)錯(cuò)誤如圖 圖11-13 編譯鏈接無(wú)錯(cuò)誤圖11-14 編譯連接有錯(cuò)誤11.5.4 按照前面“實(shí)驗(yàn)設(shè)備”小節(jié)中的“硬件連接圖”連接好硬件并打開(kāi)電源，點(diǎn)擊DEBUG按鈕或者”P(pán)roject->Debug”或者快捷鍵“Ctrl + D”進(jìn)行程序下載并Debug。如有出錯(cuò)，請(qǐng)檢查硬件連接或拔掉仿真器USB再重接圖11-15 Debug 調(diào)試圖11-16 程序正在下載到目標(biāo)板11.5.5 正確進(jìn)入DeBug界面，如下圖：圖11-17 仿真調(diào)試界面11.5.6 通過(guò)以上步驟已將路由器程序下載到節(jié)點(diǎn)，此時(shí)的節(jié)點(diǎn)叫“路由器”。卸下仿真器與“路由器”的連接線，使得“路由器”為一

8、個(gè)單獨(dú)的個(gè)體。再將仿真器與另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)按照“硬件連接圖”去進(jìn)行連接。按“實(shí)驗(yàn)步驟”從頭開(kāi)始，將“協(xié)調(diào)器”程序下載到到節(jié)點(diǎn)，以得到一個(gè)節(jié)點(diǎn)為“協(xié)調(diào)器”，一個(gè)節(jié)點(diǎn)為“路由器”。圖11-18 協(xié)調(diào)器與路由器11.5.7 此時(shí)“協(xié)調(diào)器”節(jié)點(diǎn)與“路由器”節(jié)點(diǎn)已經(jīng)準(zhǔn)備好?！皡f(xié)調(diào)器”則通過(guò)串口連接電腦，打印出收到的數(shù)據(jù)包。先讓“協(xié)調(diào)器”在DEBUG狀態(tài)下全速運(yùn)行，再給“路由器”上電運(yùn)行（注意：協(xié)調(diào)器要先于路由器運(yùn)行，不然兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可能建立不了連接。如果“路由器”連接不到“協(xié)調(diào)器”,那么LED一直閃爍，閃爍周期大概1S）。11.5.8 在配套資料“提高實(shí)驗(yàn)”文件夾下找到“超級(jí)單片機(jī)工具軟件.exe”，如果是WI

9、N7系統(tǒng)，右鍵“以管理員身份運(yùn)行”，選擇電腦對(duì)應(yīng)的端口，設(shè)置和程序?qū)?yīng)的波特率“38400”，數(shù)據(jù)位“8”，停止位“1”，校驗(yàn)位“NONE”，然后點(diǎn)擊“打開(kāi)串口”圖11-19 超級(jí)單片機(jī)工具軟件圖11-20 超級(jí)單片機(jī)工具軟件界面11.5.9 按下“全速運(yùn)行”按鈕進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，與下文“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”小節(jié)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)結(jié)果步出函數(shù)步入函數(shù)單步運(yùn)行復(fù)位全速運(yùn)行按鈕圖11-21 調(diào)試功能按鈕11.5.10 實(shí)驗(yàn)完畢。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證11.6 11.6.1 路由器是否每個(gè)1秒LED閃爍一下；11.6.2 查看協(xié)調(diào)器串口（串口調(diào)試助手）是否有溫度數(shù)據(jù)上傳顯示。圖11-22 實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)部分參考程序解析（完整

10、程序見(jiàn)源程序文件）11.7代碼解釋?zhuān)?1.7.1 路由器設(shè)計(jì)uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;if(events&SYS_EVENT_MSG)MSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive(SampleApp_TaskID);while(MSGpkt)switch(MSGpkt->hdr.event) case AF_INCOMING_MSG_CMD:break; case ZDO_S

11、TATE_CHANGE:GenericApp_NwkState=(devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);if(GenericApp_NwkState=DEV_ROUTER)osal_set_event(SampleApp_TaskID,SEND_DATA_EVENT);break;default:break;osal_msg_deallocate(uint8 *) MSGpkt);MSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive(SampleApp_TaskID);return (events SYS_EVENT

12、_MSG); if(events&SEND_DATA_EVENT)GenericApp_SendTheMessage();osal_start_timerEx(SampleApp_TaskID,SEND_DATA_EVENT,1000);return (eventsSEND_DATA_EVENT);return 0;參考注解：當(dāng)路由器檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)并加入網(wǎng)絡(luò)后即會(huì)發(fā)生ZDO_STATE_CHANGE事件，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到該事件時(shí)，啟動(dòng)SEND_DATA_EVENT事件，在SEND_DATA_EVENT事件中每個(gè)1000MS進(jìn)行一次GenericApp_SendTheMessage()函數(shù)的調(diào)用

13、。void GenericApp_SendTheMessage(void) int8 tvalue; uint8 datatemp5; tvalue=readTemp();datatemp0=tvalue/10+'0'datatemp1=tvalue%10+'0'datatemp2='C' AF_DataRequest( &SampleApp_Flash_DstAddr, &SampleApp_epDesc, SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID, 3, datatemp, &SampleApp_TransI

14、D, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ); HalLedBlink(HAL_LED_1,0,50,500);參考注解：本函數(shù)的目的主要是調(diào)用readTemp()溫度讀取函數(shù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行字符串轉(zhuǎn)換后通過(guò)無(wú)線電發(fā)送出去。int8 readTemp(void) static uint16 reference_voltage; static uint8 bCalibrate=TRUE; uint16 value; int8 temp; ATEST=0x01; TR0|=0x01; ADCIF=0; ADCCON3=(HAL_ADC_REF_115V|HAL_ADC_

15、DEC_256|HAL_ADC_CHN_TEMP); while(!ADCIF);ADCIF=0;value = ADCL >> 2; /ADCL寄存器低2位無(wú)效value |= (UINT16)ADCH) << 6);if(bCalibrate)reference_voltage=value;bCalibrate=FALSE;temp=22+(value-reference_voltage)/4);return temp; 參考注解：這個(gè)函數(shù)只要是開(kāi)啟AD采集，并將溫度數(shù)值進(jìn)行函數(shù)返回。11.7.2 協(xié)調(diào)器設(shè)計(jì)uint16 SampleApp_ProcessEvent

16、( uint8 task_id, uint16 events ) afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt; (void)task_id; / Intentionally unreferenced parameter if ( events & SYS_EVENT_MSG ) MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID ); while ( MSGpkt ) switch ( MSGpkt->hdr.event ) / Received when a key is pr

17、essed / Received when a messages is received (OTA) for this endpoint case AF_INCOMING_MSG_CMD: SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt ); break; / Release the memory osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt ); / Next - if one is available MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID ); / return unprocessed events return (events SYS_EVENT_MSG); return 0;參考注解：協(xié)調(diào)器運(yùn)行建網(wǎng)后，在等待事件的發(fā)生，當(dāng)檢測(cè)到AF_INCOMING_MSG_CMD(接收到無(wú)線數(shù)據(jù))事件后，調(diào)用SampleApp_MessageMSGCB( M