單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用電子教案 3.串口發(fā)送字符串

課時(shí)教案課程：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)與應(yīng)用-基于CC2530的ZigBee技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用課題串口發(fā)送字符串課時(shí)4教學(xué)目標(biāo)知識(shí)：1.掌握UART發(fā)送的工作原理2.掌握串口調(diào)試助手的使用方法3.掌握串口發(fā)送字符串的程序設(shè)計(jì)流程技能：1.能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用實(shí)現(xiàn)UART發(fā)送數(shù)據(jù)通信。2.能使用串口調(diào)試助手進(jìn)行配置。3.會(huì)應(yīng)用IAR軟件編寫、編譯、鏈接、下載、調(diào)試程序，能夠?qū)CDebugger仿真下載器的下載線連接到ZigBee實(shí)訓(xùn)模塊與電腦，進(jìn)行仿真演示。素質(zhì)：1.實(shí)訓(xùn)過程中，具備節(jié)電、安全用電意識(shí)及工作現(xiàn)場(chǎng)的6S意識(shí)。2.具備創(chuàng)新意識(shí)。重點(diǎn)1.串口調(diào)試助手的使用2.串口發(fā)送函數(shù)難點(diǎn)串口發(fā)送字符串程序設(shè)計(jì)流程教法任務(wù)驅(qū)動(dòng)式理實(shí)一體化學(xué)法實(shí)訓(xùn)小組合作教具試驗(yàn)多媒體、PPT課件教學(xué)過程問題設(shè)計(jì)及知識(shí)點(diǎn)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)（問題與任務(wù)）串口發(fā)送字符串【任務(wù)描述】基于ZigBee實(shí)訓(xùn)模塊，編程實(shí)現(xiàn)按照設(shè)定的時(shí)間間隔（2s）通過串口不斷地向PC發(fā)送字符串“HelloZigBee!”?！救蝿?wù)分析】1.知識(shí)分析實(shí)現(xiàn)通過串口發(fā)送字符串，必須要理解UART發(fā)送原理，能夠正確配置串口相關(guān)寄存器，清晰UART發(fā)送流程。2.設(shè)備分析實(shí)訓(xùn)任務(wù)選擇ZigBee實(shí)訓(xùn)模塊如下圖4-1-1所示，會(huì)識(shí)讀此實(shí)訓(xùn)模塊電路圖，理解此模塊串口工作原理。另外還需選取USB轉(zhuǎn)串口線對(duì)ZigBee模塊與PC進(jìn)行連接，并通過串口調(diào)試助手進(jìn)行調(diào)試。3.技能分析實(shí)現(xiàn)通過串口發(fā)送字符串，需具備UART發(fā)送數(shù)據(jù)通信知識(shí)技能，會(huì)運(yùn)用IAR軟件進(jìn)行編程，并能夠編譯、鏈接、調(diào)試程序；會(huì)利用CCDebugger仿真下載器，將仿真器的下載線連接到ZigBee實(shí)訓(xùn)模塊與電腦，通過串口助手調(diào)試配置，進(jìn)行仿真演示?！局R(shí)儲(chǔ)備】一、串口通信基礎(chǔ)1.串口2.串口通信二、CC2530串口通信三、CC2530串口通信接口四、串口通信接口相關(guān)寄存器五、設(shè)置波特率六、初始化串口配置七、UART發(fā)送當(dāng)USART收/發(fā)數(shù)據(jù)緩沖寄存器UxDBUF寫入數(shù)據(jù)時(shí)，該字節(jié)發(fā)送到輸出引腳TXDx，開始數(shù)據(jù)的傳輸。UxDBUF是雙緩沖的。當(dāng)字節(jié)傳送開始時(shí)，UxCSR.ACTIVE位變?yōu)楦唠娖剑?dāng)字節(jié)傳送結(jié)束時(shí)為低。當(dāng)傳送結(jié)束時(shí)，UxCSR.TX_BYTE位設(shè)置為1。當(dāng)USART收/發(fā)數(shù)據(jù)緩沖寄存器就緒，準(zhǔn)備接收新的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生了一個(gè)中斷請(qǐng)求。該中斷在傳送開始之后立刻發(fā)生，觸發(fā)TX完成中斷標(biāo)志UTX0IF(具體參考模塊三任務(wù)一寄存器IRCON2)，并且數(shù)據(jù)緩沖器被卸載，因此，當(dāng)字節(jié)正在發(fā)送時(shí)，新的字節(jié)能夠裝入數(shù)據(jù)緩沖器。在單字節(jié)的發(fā)送函數(shù)中，把要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)xDBUF后，查詢TX完成標(biāo)志UTX0IF，當(dāng)該標(biāo)志被置1時(shí)，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完成，然后清除該標(biāo)志。八、串口調(diào)試工具1.串口調(diào)試工具串口調(diào)試工具，即串行通信接口調(diào)試軟件。它有著數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等功能，且小巧精致、操作簡(jiǎn)捷、功能強(qiáng)大。串口調(diào)試工具可以幫助用戶在串口通訊監(jiān)控，設(shè)備通訊測(cè)試工作中，有效提高工作效率。2.串口調(diào)試助手UartAssist簡(jiǎn)介3.串口調(diào)試工具的使用使用注意事項(xiàng)：1）依據(jù)計(jì)算機(jī)串口連接情況，選擇正確的串口號(hào)。如果使用USB轉(zhuǎn)串口線連接，則需要安裝好驅(qū)動(dòng)程序，通過計(jì)算機(jī)的設(shè)備管理器查找出正確的串口號(hào)。2）依據(jù)任務(wù)要求選擇正確的波特率。3）選擇校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位及停止位。默認(rèn)選擇校驗(yàn)位：NONE；數(shù)據(jù)位：8；停止位：1。4）設(shè)置接收/發(fā)送。根據(jù)任務(wù)要求設(shè)置ASCII（文本模式）或HEX（十六進(jìn)制模式）。點(diǎn)擊“打開”按鈕變?yōu)椤瓣P(guān)閉”。4.串口調(diào)試助手的設(shè)置【任務(wù)指導(dǎo)】1.程序設(shè)計(jì)思路1）任務(wù)流程圖：2）初始化USART0的各個(gè)寄存器，設(shè)置USART0的工作方式為UART模式，并將其波特率設(shè)置為19200。3）設(shè)計(jì)字符串發(fā)送函數(shù)，在主函數(shù)中調(diào)用字符串發(fā)送函數(shù)，每隔一定的延時(shí)（2S）發(fā)送一次。2.搭建開發(fā)環(huán)境1）新建工作區(qū)，工作區(qū)名為：work5_2。2）新建工程，工程名為：project5_2。3）新建源程序文件，命名為test5_2.c。4）將test5_2.c文件添加到project5_2工程中。5）按鍵CTRL+S保存工作區(qū)。6）配置工程選項(xiàng)，“Project”->“Options”->“GeneralOptions”，“Device”->“TexasInstruments”->“CC2530F256”。7）配置linker,勾選Overridedefault8）配置Debugger，“Debugger”->“Setup”->“Driver”->“TexasInstruments”。3.在編輯窗口設(shè)計(jì)程序（1）準(zhǔn)備工作引入CC2530必要的頭文件“iocc2530.h”，定義相關(guān)變量及延時(shí)函數(shù),具體代碼如下:#include<iocc2530.h>chardata[]="HelloZigBee!";voiddelay(unsignedinti)//延時(shí)函數(shù){unsignedintj,k;for(j=0;j<i;j++){for(k=0;k<500;k++);}}（2）串口初始化配置voidinitial_usart_tx(){PERCFG=0X00;//usart0使用備用位置1，TX-P0_3,RX-P0_2P0SEL|=0X3C;//USART0使用位置1,設(shè)置相應(yīng)引腳為片內(nèi)外設(shè)I/O口P2DIR&=~0XC0;//P0優(yōu)先作為UART模式U0CSR|=0X80;//選擇USART通信為UART模式U0UCR|=0X80;//設(shè)置USART工作方式。U0GCR=9;U0BAUD=59;//配置串口工作的波特率,波特率設(shè)置為19200UTX0IF=0;//清除USATR發(fā)送中斷標(biāo)志}（3）設(shè)計(jì)字符串發(fā)送函數(shù)在通過串口UART0發(fā)送字符串的函數(shù)中,循環(huán)逐個(gè)發(fā)送字符,通過判斷是否遇到字符串長度結(jié)束標(biāo)志控制循環(huán)。voiduart_tx_string(char*data_tx,intlen){unsignedintj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*data_tx++;while(UTX0IF==0);//等待發(fā)送完成UTX0IF=0;//清除串口發(fā)送標(biāo)志位}}（4）設(shè)計(jì)主函數(shù)voidmain(void){CLKCONCMD&=~0X7F;//晶振選擇為32MHZwhile(CLKCONSTA&0X40);//等待晶振穩(wěn)定CLKCONCMD&=~0X47;//設(shè)置系統(tǒng)主時(shí)鐘頻率為32MHZinitial_usart_tx();while(1){uart_tx_string(data,sizeof(data));//sizeof(data)>計(jì)算字符串個(gè)數(shù)delay(2000);}}4.編譯、下載程序1）編譯無誤后，將CCDebugger與ZigBee模塊相連，并連接到電腦。2）用USB轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)線把ZigBee模塊連接到電腦。3）下載程序，打開串口調(diào)試助手，可以看到ZigBee模塊不斷的向PC發(fā)送字符串“HelloZigBee!”。教師引導(dǎo)學(xué)生分析任務(wù)學(xué)生復(fù)習(xí)總結(jié)所學(xué)知識(shí)小組合作探究UART發(fā)送的工作原理教師總結(jié)教師引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)了解串口調(diào)試工具的特色及使用方法教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置串口調(diào)試助手教育引導(dǎo)學(xué)生繪制任務(wù)流程圖學(xué)生依據(jù)任務(wù)要求搭建開發(fā)環(huán)境學(xué)生編寫程序：引入頭文件，定義相關(guān)變量小組合作，依據(jù)串口初始化配置流程設(shè)計(jì)串口初始化函數(shù)教師指導(dǎo)評(píng)價(jià)教師指導(dǎo)，設(shè)計(jì)字符串發(fā)送函數(shù)小組合作探究編寫主函數(shù)做中