???zigbee無線通信模塊的深入淺出???

zigbee是什么

類似于藍牙或者lora等等，屬于物聯網終端得一種無線通信技術，
藍牙：距離較短，功耗低，組網數量不錯，資料傳輸不大，
WiFi：資料量比較大，功耗比較大，比較耗電，無線局域網得數量不大，
zigbee：功耗低，休眠幾個ua，也可以進行組網，單網路組網數目比較大，

這三種無線模塊的載波都是2.4G頻率,穿透能力較差

zigbee模塊的選擇

一般來說，TI公司和silicon公司的zigbee模塊做得比較好

TI：
芯片特點是比較便宜，但是組網沒有slilicon穩定，一般學習都使用TI公司生產的
TI方案 zigbee協議堆疊（ZSTACK）

silicon公司模塊:
特點 組網目前來說是最穩定的，但是比較貴

我們通常使用zigbee是用TI公司生產的CC253X系列的模塊，我們可以把它當成一個普通的單片機來進行學習，對后面的協議堆疊分析打下鋪墊，
CC2530F256 CPU：8051 RAM：8K Byte Flash： 256K Byte, 作業頻率無線通信32M,資料通信量是非常少
250K bps(bit 每秒)芯片的供電電壓通常是3.3V

1.實驗一：點燈

CC2530 的I/O 控制口一共有21 個，分成3 組，分別是P0、P1 和P2；由圖可知，P1_0 與P1_1 分別控制LED1和LED2

相關暫存器
P1DIR（P1 方向暫存器，P0DIR 同理）

P1SEL（P1 功能選擇暫存器，P0SEL 同理）

我們只需要配置該引腳的輸出方向和功能即可

代碼演示

#define LED0 P1_0
#define LED1 P1_1
void GPIO_init()
{
  P1SEL = P1SEL & ~0x03;
  P1DIR = P1DIR |  0x03;  
  LED0 = 0;
  LED1 = 0;
}
void DelayMs(unsigned int msec)//大約1ms延時
{
  for(unsigned int x = msec;x > 0;x --)
  {
    for(unsigned int y = 620;y > 0;y --)
    {
      asm("NOP");
    }    
  }
}
void main(void)
{
  GPIO_init(); 
  while(1)
   {
     DelayMs(500);
     LED0 = 1;
     DelayMs(500);
     LED0 = 0;
     DelayMs(500);
     LED1 = 1;
     DelayMs(500);
     LED1 = 0;      
   }
}

實驗現象

兩個燈互動閃爍

2.實驗二：按鍵控制燈

從原理圖可知，按鍵沒有按下時是高電平，按下之后是低電平，因為接地了，我們需要對P00和P01引腳進行操作

代碼演示

#include <iocc2530.h>
#define LED0 P1_0
#define LED1 P1_1
#define K1   P0_0
#define K2   P0_1
void GPIO_init()
{
  P1SEL = P1SEL & ~0x03;//設定P1_0,P1_1為普通IO口
  P1DIR = P1DIR |  0x03;//設定P1_0,P1_1為輸出模式
  P0SEL = P0SEL & ~0x03;//設定P1_0,P1_1為普通IO口
  P0DIR = P0DIR & ~0x03;//設定P1_0,P1_1為輸入模式
    
  LED0 = 0;
  LED1 = 0;
}
void DelayMs(unsigned int msec)//大約1ms延時
{
  for(unsigned int x = msec;x > 0;x --)
  {
    for(unsigned int y = 620;y > 0;y --)
    {
      asm("NOP");
    }    
  }
}
void main(void)
{
  GPIO_init(); 
  while(1)
  {
    if(K1 == 0)
     LED0 = 1;
    else
     LED0 = 0;
       
    if(K2 == 0)
    {
      DelayMs(100);//延時消斗
      if(K2 == 0)
      {
        LED1 = ~LED1;
      }
      while(K2 == 0);
    }   
  }
}

實驗現象

K1按鍵控制led0的亮滅，k2按鍵控制led1的亮滅

3.實驗三：外部中斷

相關暫存器
P0IEN:各個控制口的中斷使能，0 為中斷禁止，1 為中斷使能，

P0INP：設定各個I/O 口的輸入模式，0 為上拉/下拉，1 為三態模式，

PICTL：D0~D3 設定各個埠的中斷觸發方式，0 為上升沿觸發，1 為下降沿x發，

IEN1:中斷使能1，0 為中斷禁止，1 為中斷使能，

P0IFG：中斷狀態標志暫存器，當輸入埠有中斷請求時，相應的標志位將置1，

代碼演示

#include "exit.h"
#include "exit.h"
#define LED0 P1_0
#define LED1 P1_1
#define KEY0 P0_0
#define KEY1 P0_1
void DelayMs(unsigned int msec)//大約1ms延時
{
  for(unsigned int x = msec;x > 0;x --)
  {
    for(unsigned int y = 620;y > 0;y --)
    {
      asm("NOP");
    }    
  }
}
void led_init(void)
{
  P1SEL &= ~0x03 ; //清0第一次 第一為0，代表作業在普通模式
  P1DIR |= 0x03; //第一位為1，輸出，否則輸入
  P1_0= 0;                //關LED
  P1_1= 0;
}
//外部中斷
void exit_init(void)
{
  //按鍵暫存器的操作,設定為普通模式和輸入模式
    P0SEL &= ~0x03;
    P0DIR &= ~0x03;
   //P0IEN:各個控制口的中斷使能，0 為中斷禁止，1 為中斷使能，
    P0IEN |= 0x03;
  //P0INP：設定各個I/O 口的輸入模式，0 為上拉/下拉，1 為三態模式
    P0INP &= ~0x03;
  //PICTL：D0~D3 設定各個埠的中斷觸發方式，0 為上升沿觸發，1 為下降沿觸發
    PICTL |= 0x01;//下降沿觸發
     
  //IEN1:中斷使能1，0 為中斷禁止，1 為中斷使能，
  
  //P0IFG：中斷狀態標志暫存器，當輸入埠有中斷請求時，相應的標志位將置1， 
    P0IFG &= ~0x03;        //P0.0中斷標志清0    
    P0IE = 1;              //P0中斷使能    
    EA = 1;                //總中斷使能  
}

#pragma vector = P0INT_VECTOR
__interrupt void P0_ISR(void)
{
  EA=0;
  if((P0IFG & 0x02 ) >0 )         //按鍵中斷 ,p0_1
  {
        P0IFG &= ~0x02;               //P0.1中斷標志清0
    LED1 = !LED1;
  }
  P0IF = 0;                       //P0中斷標志清0
  EA = 1;                         //開中斷
  
  if((P0IFG & 0x01 ) >0 )         //按鍵中斷 ,p0_0
  {
        P0IFG &= ~0x01;               //P0.0中斷標志清0
    LED1 = !LED1;
  }
  P0IF = 0;                       //P0中斷標志清0
  EA = 1;                         //開中斷
  void main(void)
{
  led_init();
  ext_init();
  while(1);//通過while回圈等待中斷，
}
}

實驗現象

主要用到了中斷，該中斷可以需要配置多個暫存器，假設配置p01，需要開啟總中斷，然后是設定p0的中斷位，后面通過讀取P0IFG 這個暫存器的值來判斷是否產生了中斷

連續按下CC2530主板上K1按鍵，會發現當按鍵被按下時，LED的亮滅狀態會發生改變，

4.實驗四：定時器中斷

定時器1 是一個16 位定時器，具有定時器/計數器/脈寬調制功能，它有3 個單獨可編程 輸入捕獲/輸出比較 信道，每一個信道都可以用來當做PWM 輸出或用來捕獲輸入信號的邊沿時間，
定時器有一個很重要的概念：操作模式，
操作模式包含：自由運行模式（free-running）、 模模式（modulo）和 正計數/倒計數模式（up-down），本次實驗學習到的新暫存器：

T1CTL：定時器1 的控制，D1D0 控制運行模式，D3D2 設定分頻劃分值，

T1STAT：定時器1 的狀態暫存器，D4~D0 為通道4~通道0 的中斷標志，D5 為溢位標志位，當計數到最終技術值是自動置1，

T1CCTL0：D1D0 為捕捉模式選擇：00 為不捕捉，01 為上升沿捕獲，10 為下降沿捕獲，11 為上升或下降沿都捕獲，

IRCON：中斷標志4,；0 為無中斷請求，1 為有中斷請求，

在配置暫存器之前還需要配置時鐘頻率相關的暫存器

CLKCONCMD：時鐘頻率控制暫存器，D7 位為32KHZ 時間振蕩器選擇，0 為32KRC 震蕩，1 為32K 晶振，
D6 位為系統時鐘選擇，0 為32M 晶振，1 為16M RC 震蕩，當D7 位為0 時D6 必須為1，
D5~D3 為定時器輸出標記，000 為32MHZ，001 為16MHZ，010 為8MHZ，011 為4MHZ，100 為2MHZ，101 為 1MHZ，110 為500KHZ，111 為250KHZ，默認為001，需要注意的是：當D6 為1 時，定時器頻率最高可采用頻率為16MHZ，
D2~D0：系統主時鐘選擇：000 為32MHZ，001 為16MHZ，010 為8MHZ，011 為4MHZ，100 為2MHZ，101 為1MHZ，110 為500KHZ，111 為250KHZ，當D6 為1 時，系統主時鐘最高可采用頻率為16MHZ，

CLKCONSTA：時間頻率狀態暫存器，

D7 位為當前32KHZ 時間振蕩器頻率，0 為32KRC 震蕩，1 為32K 晶振，
D6 位為當前系統時鐘選擇，0 為32M 晶振，1 為16M RC 震蕩，
D5~D3 為當前定時器輸出標記，000 為32MHZ，001 為16MHZ，010 為8MHZ，011 為4MHZ，100 為2MHZ，101 為 1MHZ，110 為500KHZ，111 為250KHZ，
D2~D0 為當前系統主時鐘，000 為32MHZ，001 為16MHZ，010 為8MHZ，011 為4MHZ，100 為2MHZ，101 為1MHZ，110 為500KHZ，111 為250KHZ，

代碼演示

#include "time.h"
#include <iocc2530.h>
#define  LED0   P1_0
#define  LED1   P1_1
#define  K1     P0_0

unsigned char counter;
void SysClockInit(void)
{
 unsigned int i;
  SLEEPCMD &= ~0x04;              //都上電
  while(!(CLKCONSTA & 0x40));     //晶體振蕩器開啟且穩定
  for (i=0; i<504; i++) asm("NOP");//適當延時
  CLKCONCMD &= ~0x47;             //選擇32MHz晶體振蕩器
  SLEEPCMD |= 0x04; 
}

//IRCON：中斷標志4,；0 為無中斷請求，1 為有中斷請求，

void time1_init(void)
{
  //T1CTL：定時器1 的控制，D1D0 控制運行模式，D3D2 設定分頻劃分值，
T1CTL = 0x05 ;//自由運行和8分頻

//T1STAT：定時器1 的狀態暫存器，D4~D0 為通道4~通道0 的中斷標志，D5 為溢位標志位，當計數到最終技術值是自動置1，
T1STAT =0x21; //
//T1CCTL0：D1D0 為捕捉模式選擇：00 為不捕捉，01 為上升沿捕獲，10 為下降沿捕獲，11 為上升或下降沿都捕獲，
T1CCTL0 |=0x01; //上升沿捕捉

IEN1 |=0X02;
EA = 1;//開啟中斷
}

#pragma vector = T1_VECTOR      
 __interrupt void T1_ISR(void)
 {
     EA = 0;
   
     if(counter>30)
   {
     counter=0;  
     LED0 = !LED0;
     LED1 = !LED1;
   }
   counter++;
   T1IF = 0;//清除中斷位
   EA = 1;//開啟中斷
 }
void main(void)
{
  SysClockInit();
  led_init();
  time1_init();
  while(1);  
} 

實驗現象

當某個中斷發送后會進入這個向量中斷表執行相對應的函式

精確控制LED 燈的閃爍間隔為2s，即：亮1s → 暗1s → 亮1s→ 暗1s（即從暗轉亮的時刻間隔為1s），

5.實驗五：串口通信

相關暫存器

U0CSR：USART0 控制與狀態，
D7 為作業模式選擇，0 為SPI 模式，1 為USART 模式，
D6 為UART 接收器使能，0 為禁用接收器，1 為接收器使能，
D5 為SPI 主/從模式選擇，0 為SPI 主模式，1 為SPI 從模式，
D4 為幀錯誤檢測狀態，0 為無錯誤，1 為出現出錯，
D3 為奇偶錯誤檢測，0 為無錯誤出現，1 為出現奇偶校驗錯誤，
D2 為位元組接收狀態，0 為沒有收到位元組，1 為準備好接收位元組，
D1 為位元組傳送狀態，0 為位元組沒有被傳送，1 為寫到資料緩沖區的位元組已經被發送，
D0 為USART 接收/傳送主動狀態，0 為USART 空閑，1 為USART 忙碌，

U0GCR：USART0 通用控制暫存器，
D7 為SPI 時鐘極性：0 為負時鐘極性，1 為正時鐘極性；
D6 為SPI 時鐘相位：
D5 為傳送為順序：0 為最低有效位先傳送，1 為最高有效位先傳送，
D4~D0 為波特率設定

代碼演示

對串口進行配置的時候先要配置好系統的時鐘，然后設定相應串口的配置，如波特率 校驗位等等，最后在開啟相關串口的中斷，通過U0DBUF這個暫存器來接受和發送資料，當這個串口收到資料時，會產生接收中斷，并接收一個字符

#include <iocc2530.h>
#define  LED0   P1_0
#define  LED1   P1_1
unsigned char Flag_RX,temp;
void led_init(void)
{
  P1SEL &= ~0x03;          //P1.0 P1.1為普通 I/O 口
  P1DIR |= 0x03;           //輸出 
  LED0 = 0;                  //關LED
  LED1 = 0;
}
void SysClock_Init(void)
{
  SLEEPCMD &= ~0x04;              //都上電
  while(!(CLKCONSTA & 0x40));     //晶體振蕩器開啟且穩定
  CLKCONCMD &= ~0x47;             //選擇32MHz晶體振蕩器
  SLEEPCMD |= 0x04;
}
//接著初始化串口，代碼為：
void uart0_init(void)
{
  PERCFG = 0x00;        //位置1 P0口 
  P0SEL = 0x3c;        //P0_2,P0_3,P0_4,P0_5用作串口,第二功能 
  P2DIR &= ~0XC0;      //P0 優先作為UART0 ，優先級

  U0CSR |= 0x80;       //UART 方式 
  U0GCR |= 11;         //U0GCR與U0BAUD配合     
  U0BAUD |= 216;       // 波特率設為115200 
  UTX0IF = 0;          //UART0 TX 中斷標志初始置位1  （收發時候）
  U0CSR |= 0X40;       //允許接收 
  IEN0 |= 0x84;        // 開總中斷，接收中斷    

}
//串口發送位元組函式
void Uart_Send_char(char ch)
{
  U0DBUF = ch;
  while(UTX0IF == 0);
  UTX0IF = 0;
}
//串口接收一個字符: 一旦有資料從串口傳至CC2530, 則進入中斷，將接收到的資料賦值給變數temp. 
#pragma vector = URX0_VECTOR 
__interrupt void UART0_ISR(void) 
{ 
  LED0 = 1;
  URX0IF = 0;    // 清中斷標志 
  temp = U0DBUF; 
  Flag_RX = 1;
}

void main(void)
{
  SysClock_Init();
  led_init();
  uart0_init();
  while(1)
  {
    LED0 = 0;
    if(Flag_RX)
    {
      LED1 = 1;
      Flag_RX = 0;
      Uart_Send_char(temp);
      LED1 = 0;
    }   
  }
}

實驗現象

發送什么資料給單片機單片機將會回傳給相應的資料給pc端