《傳感器與傳感網(wǎng)技術應用》【1-4課時】1-1 CC2530開發(fā)環(huán)境搭建

項目一智能交通燈系統(tǒng)傳感器與傳感網(wǎng)技術應用系統(tǒng)應用及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)搭建與功能體驗本項目學習目標123項目一智能交通燈系統(tǒng)引導案例：項目一智能交通燈系統(tǒng)引導案例：交通壓力繁重的今天，如何改善交通狀況？交通燈成為重要的交通指揮系統(tǒng)。恰當裝設智能管控的交通燈，合理切換交通燈信號，可有效改善交通狀況，提高道路使用效率、減少交通事故的發(fā)生。交通信號燈紅綠燈方向指示燈車道信號燈人行橫道信號燈閃光警告信號燈常用交通信號燈分類圖1-0-1智能交通燈控制系統(tǒng)(a)應用場景交通指揮系統(tǒng)簡介智能交通燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(b)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1-0-1智能交通燈控制系統(tǒng)智能交通燈控制系統(tǒng)由微控制器、指示燈、按鍵開關、上機位組成。微控制器采用單片機，交通燈組則多采用功耗低、壽命長的LED顯示模塊，緊急控制按鍵開關用于交通事故突發(fā)時調(diào)整交通指揮系統(tǒng)的工作狀態(tài)。通過上位機可遠程統(tǒng)籌監(jiān)管智能交通燈的工作情況。系統(tǒng)應用及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)搭建與功能體驗本項目學習目標123項目一智能交通燈系統(tǒng)引導案例：搭建模擬智能交通燈系統(tǒng)圖1-0-2交通燈模擬系統(tǒng)本項目采用在NEWLab智慧盒子上安裝Zigbee模塊來搭建模擬智能交通燈系統(tǒng)，實現(xiàn)了交通燈檢測、信號時序精準的正常通行指揮、遠程上位機指令控制或本地按鍵控制的突發(fā)事故限行模式和正常通行指揮模式切換等功能。微信掃碼觀看配套演示視頻系統(tǒng)應用及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)搭建與功能體驗本項目學習目標123項目一智能交通燈系統(tǒng)引導案例：項目學習目標圖1-0-3智能交通燈系統(tǒng)項目學習目標圍繞本項目的實現(xiàn)可完成如下學習目標：任務一CC2530開發(fā)環(huán)境搭建任務分析與規(guī)劃01任務實施03任務小結(jié)05知識儲備02任務檢查與評價04任務拓展與延伸06職業(yè)能力目標：任務一CC2530開發(fā)環(huán)境搭建了解CC2530單片機的概念、應用與發(fā)展，理解其結(jié)構(gòu)、引腳定義、I/O端口的用法；了解IAR、CC-Debugger、SmartRF等軟件用法，能夠快速搭建CC2530開發(fā)環(huán)境；能正確創(chuàng)建和配置CC2530項目工程，完成程序編輯與調(diào)試，熟練完成程序燒寫；新大陸科技有限公司承接了某市道路交通燈系統(tǒng)改造項目，考慮節(jié)約環(huán)保的要求，改造前計劃對智能交通燈系統(tǒng)中原有的交通燈進行電氣性能檢測，確定需要更新的信號燈數(shù)量。任務一CC2530開發(fā)環(huán)境搭建進行智能交通燈硬件電路分析，規(guī)劃設計交通燈測試流程，完成代碼設計；搭建CC2530開發(fā)、燒寫和應用測試環(huán)境；建立智能交通燈硬件檢測項目，完成程序的編輯與調(diào)試；任務描述：任務要求：任務一CC2530開發(fā)環(huán)境搭建任務分析與計劃：項目名稱智能交通燈系統(tǒng)任務名稱IAR開發(fā)環(huán)境搭建與交通燈狀態(tài)檢測項目的創(chuàng)建計劃方式分組完成、團隊合作、學材分析、資料調(diào)研計劃要求1.能建立主機與ZigBee模塊的連接；2.能搭建IAR開發(fā)環(huán)境及程序下載與測試工具；3.能創(chuàng)建工作區(qū)和項目，完成項目參數(shù)設置；4.能完成具備交通燈單個燈的狀態(tài)檢測項目的創(chuàng)建和調(diào)試；5.能分析項目的執(zhí)行結(jié)果，歸納本節(jié)所學的知識與技能；序號主要步驟1

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任務一CC2530開發(fā)環(huán)境搭建任務分析與規(guī)劃01任務實施03任務小結(jié)05知識儲備02任務檢查與評價04任務拓展與延伸06單片機的概念、應用領域及發(fā)展趨勢CC2530單片機以CC2530為核心的ZigBee模塊123知識儲備1.單片機的概念、應用領域及發(fā)展趨勢123單片機的概念單片機的應用單片機的發(fā)展趨勢單片機（Single-ChipMicrocomputer）是把中央處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、多種I/O端口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等集成到一塊集成電路芯片上而構(gòu)成的小而完善的微型計算機系統(tǒng)。(1)單片機的概念單片機(1)單片機的概念單片機就是一個微型計算機系統(tǒng)集成電路芯片。單片機的框架結(jié)構(gòu)圖1.單片機的概念、應用領域及發(fā)展趨勢123單片機的概念單片機的應用單片機的發(fā)展趨勢單片機在儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域都有廣泛應用，當今幾乎所有的電子產(chǎn)品、機械產(chǎn)品中都集成有一個或多個單片機芯片。(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)、數(shù)字電視、音響、電子秤等家電中都用有單片機。應用有單片機的家電(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制洗衣機的智能工作模式洗衣機的控制部件單片機強大的數(shù)據(jù)處理能力和與豐富的傳感器及外設的交互能力使洗衣機能……(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制智能手表、手環(huán)、健康監(jiān)視器、智能眼鏡等可穿戴設備中都應用有單片機.圖1-1-1手環(huán)中單片機的應用(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制手環(huán)處理佩戴者的運動步數(shù)、卡路里消耗量、血氧和心率數(shù)值等信息生成健康統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)手環(huán)的低功耗從而使得待機時間相當可觀。手環(huán)中的單片機處理數(shù)據(jù)(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制智能語音識別裝置通過單片機實現(xiàn)語音信號的采集和輸出播報。應用單片機的智能語音系統(tǒng)應用單片機的智能語音系統(tǒng)(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制手機、電話機、共享單車、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)等各種都通過單片機智能實現(xiàn)了控制。應用單片機的共享單車通信體系(2)單片機的應用單片機的應用家用電器可穿戴設備智能語音系統(tǒng)網(wǎng)絡和通信智能儀器及工業(yè)控制電壓表、功率計、示波器以及各種分析儀等智能化、數(shù)字化、微型化的精密儀器儀表采用單片機控制,功能更多，性能更強。單片機用于智能信儀表與工業(yè)控制1.單片機的概念、應用領域及發(fā)展趨勢123單片機的概念單片機的應用單片機的發(fā)展趨勢物聯(lián)網(wǎng)、智能制造等新型應用對單片機的需求越來越多，要求也越來越高，單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級、制造工藝等幾個方面發(fā)生了巨大變革。(3)單片機的發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展內(nèi)部結(jié)構(gòu)封裝、功耗及電源電壓制作工藝嵌入式系統(tǒng)及與Internet的連接(3)單片機的發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展內(nèi)部結(jié)構(gòu)........單片機用于智能信儀表與工業(yè)控制內(nèi)部集成部件越來越多一般:定時器/計數(shù)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、串行通信接口、WatchDog定時器、LCD控制器等集成網(wǎng)絡部件：Motorola公司的68HC08AZ

系列與Infineon公司的C515C系列、C167CS-32FM系列，集成，局部網(wǎng)絡控制模塊（CAN）。實現(xiàn)變頻系統(tǒng):最具經(jīng)濟效益的嵌入式控制系統(tǒng)。Fujitsu的MB89850系列、MB89860系列，Motorola?的MC68HC08MR16、MR24系列三核結(jié)構(gòu):nfineon公司的TC10GP與Hitachi公司的SH7410、SH7612采用一個微控制器和DSP核、一個數(shù)據(jù)和程序存儲器核、外圍專用集成電路（ASIC）的三核結(jié)構(gòu)（TrCore）結(jié)構(gòu)(3)單片機的發(fā)展趨勢單片機的封裝技術發(fā)展迅速，大量單片機已經(jīng)采用了復合貼片封裝工藝，體積大大減小。單片機的發(fā)展..封裝、功耗

及電源電壓......設置了等待、暫停、空閑、節(jié)電、睡眠等工作方式，功耗越來越小。、擴大電源電壓范圍和在較低電壓下維持工作仍是單片機發(fā)展的目標之一(3)單片機的發(fā)展趨勢基本上都采用了CMOS技術，光刻工藝普遍達到0.6um,個別達到0.35um甚至是0.25um，大大地提高了單片機的內(nèi)部密度和可靠性。

單片機的發(fā)展....制作工藝....(3)單片機的發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展......嵌入式

系統(tǒng)及與Internet的連接單片機可以嵌入到任何微型或小型儀器或設備中，形成嵌入式系統(tǒng)，故又稱嵌入式微控制器。嵌入式系統(tǒng)和Internet連接已成趨勢。為使單片機控制的機床、門鎖等嵌入式設備和Internet相連，要求專門為嵌入式微控制器設備設計專用網(wǎng)絡服務器，通過標準網(wǎng)絡瀏覽器完成過程控制。檢測與提升測一測

1.簡述單片機的構(gòu)成。2.總結(jié)單片機得到廣泛應用的原因，并結(jié)合實例做出分析。想一想試分析單片機的發(fā)展趨勢對其應用的影響。1232.CC2530單片機CC2530簡單介紹CC2530芯片

內(nèi)部結(jié)構(gòu)豐富的外設CC2530單片機是采用業(yè)界標準的增強型8051MCU、整合全集成的ZigBee/IEEE802.15.4高效射頻（RF）收發(fā)器的片上系統(tǒng)（SoC），內(nèi)置8KBSRAM、大容量的可編程FLASH閃存。圖1-1-2TI公司的CC2530芯片CC2530簡單介紹

CC2530F32/F64/F128/F256等芯片型號中F后的數(shù)字即表示其閃存容量，即依次為32KB、64KB、128KB、256KB。圖1-1-2TI公司的CC2530芯片CC2530簡單介紹

CC2530簡單介紹CC2530芯片

內(nèi)部結(jié)構(gòu)豐富的外設1232.CC2530單片機CC2530芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)見右圖，淺色部分進行數(shù)字信號處理，深色部分進行模擬信號處理，過渡色部分則實現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號轉(zhuǎn)換與處理?？駻包含時鐘和電源管理相關的模塊，框B包含8051CPU核心和存儲器相關模塊.圖1-1-3CC2530內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（局部二）CC2530芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)CC2530芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)見右圖，圖1-1-3CC2530內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（局部一）框C包含無線收發(fā)相關模塊，框D包含CC2530單片機與其他外設間的連接模塊。CC2530芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)123CC2530簡單介紹CC2530芯片

內(nèi)部結(jié)構(gòu)豐富的外設2.CC2530單片機CC2530具備豐富的外設交互能力，允許設計者開發(fā)先進的應用。豐富的外設

21個通用I/O引腳；閃存控制器；強大的5個通道DMA控制器；4個常規(guī)定時器，其中一個IEEE802.15.4MAC定時器、一個16位定時器、2個8位定時器；1個具有捕獲功能的睡眠定時器；1個看門狗定時器；2個串行通信接口USART0、USART1；8通道12位ADC；AES加密/解密協(xié)處理器，CC2530與豐富外設的連接檢測與提升測一測

在圖1-1-3中同學們能找到CC2530的哪些部件？哪些通信接口？想一想CC2530F32/F64/F128/F256等芯片型號中F后的數(shù)字表示什么？以CC2530為核心的ZigBee模塊交通燈測試應用設計控制程序的編輯、調(diào)試與下載應用123任務規(guī)劃與設計以CC2530為核心的ZigBee模塊

圖1-1-4ZigBee模塊ZigBee模塊的主芯片為CC2530F256，其上有【連接】、【通訊】兩個指示燈可用于模擬交通燈。CC2530F256單片機用高性能、低功耗,具有極好的接收靈敏度和抗干擾性能的2.4GRF收發(fā)器，集成有ADC模塊、USART接口等，支持ZigBee協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡開發(fā)平臺，可以實現(xiàn)高性價比、高集成度的ZigBee解決方案，適用于照明系統(tǒng)、低功耗無線傳感網(wǎng)絡、家庭/樓宇自動化等物聯(lián)網(wǎng)工程中。以CC2530為核心的ZigBee模塊交通燈測試應用設計控制程序的編輯、調(diào)試與下載應用123任務規(guī)劃與設計交通燈測試應用設計

圖1-1-5指示燈連接電路交通燈的邏輯控制設計必須根據(jù)系統(tǒng)的硬件電路來實現(xiàn)。模擬交通燈系統(tǒng)采用ZigBee模塊上的【連接】指示燈LED-LINK模擬待檢測的紅燈。該LED燈在CC2530的P1_0引腳輸出高電平即1時被點亮，輸出低電平即0時熄滅。交通燈測試應用設計

圖1-1-5指示燈連接電路為檢測【連接】指示燈LED-LINK能否持續(xù)工作且迅速完成狀態(tài)切換，須設置CC2530的P1_0處于通用I/O方式，并由程序控制按固定時間間隔交替向該引腳輸出高低電平，使指示燈反復閃爍?？刂瞥绦蚩煞譃镮/O接口設置和指示燈閃爍控制兩個部分。①I/O接口配置第一步，進行端口功能選擇。為驅(qū)動指示燈亮滅，I/O端口應處于GPIO模式。CC2530復位后I/O端口即默認為GPIO模式。第二步，進行I/O端口方向選擇。設置PxDIR寄存器來設定端口的I/O方