第三周CC2530基礎(chǔ)(大課)

單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)回顧大課（1）單片機(jī)（2）8051單片機(jī)（3）8051CPU核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（4）8051CPU核的存儲(chǔ)空間分布（重點(diǎn)、難點(diǎn)）小課（1）實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)的熟悉（2）IAR開發(fā)環(huán)境的熟悉本周教學(xué)主要內(nèi)容CC2530和8051的關(guān)系；CC2530結(jié)構(gòu)；物理存儲(chǔ)器的映射（難點(diǎn)）CC2530GPIO口編程（重點(diǎn)）教學(xué)目標(biāo)理解cc2530物理存儲(chǔ)器的映射；掌握CC2530GPIO口控制原理和編程方法。一、CC2530和8051的關(guān)系CC2530

8051CPU核ROM(32K/64K/128K/256K)RAM(8K)IO接口電路

無線射頻電路————————51無線單片機(jī)+51單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)上次課我們已經(jīng)講過，單片機(jī)和無線通信又如何中走在一起的呢？CC2530和8051的關(guān)系

80年代,當(dāng)單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛普及，8051如日中天的時(shí)候,手機(jī)還是價(jià)值萬元的大磚頭,語音通訊也只有8K/S的通訊速度,無線通訊技術(shù)還僅是美國摩托羅拉等巨頭公司實(shí)驗(yàn)室里的前沿。

90年代,TI投入巨資，開發(fā)短距離通訊芯片，10年努力,卻以失敗告終，據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時(shí)在美國進(jìn)行無線產(chǎn)品的項(xiàng)目開發(fā),有85%以上的開發(fā)項(xiàng)目會(huì)失敗。復(fù)雜的高頻，昂貴的設(shè)備，完全被封鎖的技術(shù)，無線似乎是在“天上”遙不可及。CC2530和8051的關(guān)系2003年挪威兩家創(chuàng)新公司，CHIPCON(2006年被TI公司2億美元收購)和Nordic公司，采用CMOS高頻技術(shù)將無線收發(fā)器完全集成到芯片內(nèi)部,外部只有很少的元件，電路板設(shè)計(jì)非常簡化，并將8051單片機(jī)和高頻電路進(jìn)行集成，就誕生了”無線單片機(jī)”。射頻SoC單片機(jī)(簡稱無線單片機(jī))的出現(xiàn)，為不具備無線通訊經(jīng)驗(yàn)和高頻電路經(jīng)驗(yàn)的電子工程師，提供了非常簡單的解決方案。1)專門的設(shè)計(jì)，將全部的高頻部分電路集成到了電路內(nèi)部，從無線單片機(jī)到天線之間，只有簡單的濾波電路，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者完成不必進(jìn)行任何高頻電路設(shè)計(jì)；2)采用特殊設(shè)計(jì)，使8051的微處理器和高頻線路間，實(shí)現(xiàn)完美的配合，數(shù)字電路對(duì)高頻通訊的影響減低到最??；3)設(shè)置了高頻通訊的若干寄存器，將高頻通訊的處理，簡化為對(duì)寄存器的簡單操作處理，即你只需要對(duì)這些寄存器進(jìn)行操作，就可以輕松完成無線通訊功能。代表作有NRF2401，CC1000，NRF905，CC1010，CC2430，CC2530...4)高度集成SOC，簡化了高頻設(shè)計(jì)，使開發(fā)無線應(yīng)用設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到以軟件代碼為中心；5)大量低價(jià)格，直觀顯示為特點(diǎn)的無線開發(fā)、測試工具的誕生，使無線應(yīng)用開發(fā)成本大大降低；在家建立自己的無線開發(fā)平臺(tái)不是夢想；6)無線SOC得到了非常廣泛應(yīng)用，特別是無線鼠標(biāo)，鍵盤和游戲搖桿等方面。CC2530

結(jié)構(gòu)-9-高性能、低功耗的8051微控制器內(nèi)核。適應(yīng)2.4GHzIEEE802.15.4的RF收發(fā)器。極高的接收靈敏度和抗干擾性。32KB/64KB/128KB/256KB閃存。8KBSRAM，具備各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力。強(qiáng)大的DMA功能。只需極少的外接元件，即可形成一個(gè)簡單應(yīng)用系統(tǒng)。只需一個(gè)晶振，即可滿足網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需要。CC2530芯片特征-10-低功耗，主動(dòng)模式RX（CPU空閑）：24mA；主動(dòng)模式TX在1dB（CPU空閑）：29mA；供電模式1（4us喚醒）：0.2mA；供電模式2（睡眠定時(shí)器運(yùn)行）：1uA；供電模式3(外部中斷)：0.4uA；寬電源電壓范圍（2V-3.6V）。硬件支持CSMA/CA。支持?jǐn)?shù)字化的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器/鏈路質(zhì)量指示（RSSI/LQI）。具有8路輸入8位~14位ADC。高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES協(xié)處理器。具有看門狗和2個(gè)支持多種串行通信協(xié)議的USART。1個(gè)通用的16位定時(shí)器和2個(gè)8位定時(shí)器，1個(gè)IEEE802.15.4MAC定時(shí)器。21個(gè)通用I/O引腳。CC2530芯片特征-11-二、CC2530存儲(chǔ)器及映射

CC2530物理存儲(chǔ)器CC2530存儲(chǔ)空間映射存儲(chǔ)器仲裁CC2530存儲(chǔ)器及映射物理存儲(chǔ)器：實(shí)際存在的具體存儲(chǔ)介質(zhì)，如下：SRAM未上電時(shí)，SRAM的內(nèi)容未定義，在供電的情況下，SRAM的內(nèi)容被保留FLASH片上閃存存儲(chǔ)器，主要為了保存程序和常量數(shù)據(jù)。FLASH由一組2KB的頁面組成信息頁面信息頁面是一個(gè)2KB的只讀區(qū)域，它的主要作用是存儲(chǔ)全球唯一的IEEE地址

SFR控制8051CPU內(nèi)核或外設(shè)的一些功能XREG是SFR的擴(kuò)展寄存器，比如射頻寄存器，訪問速度比SFR要慢-13-CC2530存儲(chǔ)器及映射存儲(chǔ)空間：虛擬的空間，指對(duì)存儲(chǔ)器編碼的范圍CODE程序存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)空間，用于存放程序代碼和一些常量，有16根地址總線，尋址范圍為0x0000~0xFFFF共64KBDATA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可讀/寫的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，用于存放程序運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)，直接或間接被1個(gè)指令周期訪問。有8根地址總線，因此尋址空間為0x00~0xFF，共256個(gè)字節(jié)，低128B可直接或間接尋址，高128B只能間接尋址XDATA外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可讀/寫的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，主要用于DMA尋址，需4—5個(gè)指令周期訪問。有16根地址總線，尋址空間是0x0000~0xFFFF共64KBSFR特殊功能寄存器，可讀/寫的寄存器存儲(chǔ)空間，共有128字節(jié)，直接被1個(gè)指令周期訪問。對(duì)于地址是被8整除的SFR寄存器，每一位還可以單獨(dú)尋址CC2530存儲(chǔ)器及映射物理存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)空間的關(guān)系存儲(chǔ)空間只是4種不同的尋址方式概念，并不代表物理具體上的存儲(chǔ)設(shè)備，只是存儲(chǔ)空間的概念；而FLASH、SRAM、EEPROM等是具體的物理存儲(chǔ)設(shè)備。他們兩者之間的關(guān)系是通過映射來聯(lián)系起來的。例如FLASH或者EEPROM都可以作為物理存儲(chǔ)媒介映射到CODE上。-15-CC2530存儲(chǔ)器及映射映射映射就是將CC2530的物理存儲(chǔ)器映射到其存儲(chǔ)空間上，有兩個(gè)作用：

方便DMA訪問存儲(chǔ)設(shè)備可在CODE區(qū)執(zhí)行FLASH或SRAM中的代碼CC2530存儲(chǔ)器及映射映射的兩種主要形式：1.CODE存儲(chǔ)器映射2.XDATA存儲(chǔ)器映射CC2530存儲(chǔ)器及映射1.CODE存儲(chǔ)器映射CODE存儲(chǔ)器映射具有兩個(gè)功能：一是將FLASH映射至CODE存儲(chǔ)空間；二是執(zhí)行來自SRAM的代碼（將SRAM映射至CODE存儲(chǔ)空間）

-18-CC2530存儲(chǔ)器及映射FLASH映射CODE的尋址空間為64KB，而對(duì)于CC2530F256設(shè)備來說FLASH的存儲(chǔ)空間為256KB？首先要解決存儲(chǔ)空間不對(duì)稱的問題

CC2530將FLASH存儲(chǔ)器分為幾個(gè)bank，每個(gè)bank的大小是32KB。對(duì)于CC2530F256設(shè)備來說，它有8個(gè)bank，分別為bank0~bank7。通過操作寄存器FMAP.MAP[2：0]來控制將哪個(gè)編號(hào)的bank映射到CODE區(qū)域只針對(duì)CC2530F32這款芯片，因?yàn)檫@款芯片的的FLASH只有32KB雖然這里有bank0區(qū)域，但是映射的時(shí)候bank0總映射的根部的低32KB區(qū)域-19-CC2530存儲(chǔ)器及映射SRAM映射為了便于在SRAM中執(zhí)行代碼，可以將SRAM映射到CODE存儲(chǔ)空間的0x8000~（0x8000+SRAM_SIZE-1）的區(qū)域雖然程序從SRAM中運(yùn)行代碼，但是并不代表程序是從SRAM中啟動(dòng)的。程序仍舊是從CODE的普通區(qū)域0x0000開始執(zhí)行，當(dāng)程序執(zhí)行到0x8000時(shí)，將執(zhí)行SRAM中的代碼CC2530存儲(chǔ)器及映射2.XDATA映射為了方便DMA控制器能訪問所有的物理存儲(chǔ)空間，CC2530把所有的物理存儲(chǔ)器以及寄存器都映射到XDATA上，包括CODE和SFR部分存儲(chǔ)空間

。-21-CC2530存儲(chǔ)器及映射XDATA包含了所有物理存儲(chǔ)器的映射，包括8KB的SRAM存儲(chǔ)器、XREG、SFR、信息頁面和FLASH存儲(chǔ)器

SRAM映射的地址范圍是0x0000到SRAM_SIZE-1。其中SRAM較高的256字節(jié)映射到DATA存儲(chǔ)空間8位地址區(qū)域，即地址范圍從SRAM_SIZE-256到SRAM_SIZE-1XREG區(qū)域映射到1KB地址區(qū)域0x6000-0x63FFSFR寄存器映射到地址區(qū)域0x7080-0x70FF。128個(gè)條目的硬件寄存器區(qū)域是通過這一存儲(chǔ)空間訪問的。閃存信息頁面2KB映射到地址區(qū)域0x7800-0x7FFF。這是一個(gè)只讀區(qū)域，包含有關(guān)設(shè)備的各種信息信息頁面映射到地址區(qū)域0x7800~0x7FFFXBANK為CODE存儲(chǔ)空間的bank0~7區(qū)域的映射，其地址仍然是0x8000~0xFFFF?？梢耘渲么鎯?chǔ)器控制寄存器MEMCTR.XBANK[2:0]（詳見存儲(chǔ)器仲裁）決定選擇映射bank0~bank7之間的哪個(gè)區(qū)域，比如MEMCTR.XBANK=001，則映射bank1區(qū)域-22-CC2530存儲(chǔ)器及映射存儲(chǔ)器仲裁

主要功能是解決CPU與DMA訪問所有物理存儲(chǔ)器（除了CPU內(nèi)部寄存器）之間的沖突問題。當(dāng)CPU和DMA之間發(fā)生沖突時(shí)，“存儲(chǔ)器仲裁”停止CPU或DMA的總線

存儲(chǔ)器仲裁主要有兩個(gè)寄存器：存儲(chǔ)器仲裁控制寄存器MEMCTR和閃存區(qū)映射寄存器FMAP，這兩個(gè)寄存器用于控制存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的各個(gè)方面

-23-CC2530存儲(chǔ)器及映射1.存儲(chǔ)器仲裁控制寄存器MEMCTR

MEMCTR.XMAP必須設(shè)置以使得程序從SRAM執(zhí)行；MEMCTR.XBANK決定XDATA的高32KB映射CODE存儲(chǔ)空間的哪個(gè)bank區(qū)域位名稱復(fù)位R/W描述7：4--0000R0保留3XMAP0R/WXDATA映射到代碼，當(dāng)設(shè)置了這一位，SRAMXDATA區(qū)域從0x0000到（SRAM_SIZE）映射到CODE區(qū)域的（0x8000+SRAM_SIZE-1）這使得程序代碼從RAM執(zhí)行。0：SRAM映射到CODE功能禁用1：SRAM映射到CODE功能使能2:0XBANK000R/WXDATA區(qū)選擇，控制物理閃存存儲(chǔ)器的哪個(gè)代碼區(qū)域映射到XDATA區(qū)域（0x8000-0xFFFF）。當(dāng)設(shè)置為0，映射到根底部。有效設(shè)置取決于設(shè)備的閃存大小。寫一個(gè)無效設(shè)置被忽略，即不會(huì)更新XBANK[2:0]32KB版本只能是0（即總是映射到根底部）64KB版本：0-1128KB版本：0-3256KB版本：0-7-24-CC2530存儲(chǔ)器及映射2.閃存區(qū)映射寄存器FMAP

閃存區(qū)映射寄存器FMAP控制物理32KB代碼區(qū)映射到CODE存儲(chǔ)空間的程序地址區(qū)域0x8000-0xFFFF位名稱復(fù)位R/W描述7：3--00000R0保留2：0MAP[2:0]001R/W閃存區(qū)域映射，控制物理閃存存儲(chǔ)器的哪個(gè)代碼映射到XDATA區(qū)域（0x8000-0xFFFF）。當(dāng)設(shè)置為0，映射到根部區(qū)。有效設(shè)置取決于設(shè)備的閃存大小。寫一個(gè)無效設(shè)置被忽略，即不會(huì)更新MAP[2:0]32KB版本只能是0（即總是映射到根底部）64KB版本：0-1128KB版本：0-3256KB版本：0-7即最底部的32KB區(qū)域（0x0000~0x7FFF）CC2530存儲(chǔ)器的映射作為一個(gè)單片機(jī)或嵌入式編程人員，毋容置疑需要熟悉系統(tǒng)中物理存儲(chǔ)器所映射的存儲(chǔ)空間，更需要清楚自己程序里的對(duì)象（變量、函數(shù)、參數(shù)）所分配的具體存儲(chǔ)空間。對(duì)象空間的缺省分配方式可以通過IAR中的如下界面設(shè)置：Codemodel負(fù)責(zé)函數(shù)的缺省分配方式；Datamodel負(fù)責(zé)靜態(tài)局部變量和全局變量的缺省分配方式；Callingconvention負(fù)責(zé)函數(shù)局部變量和參數(shù)的缺省分配方式；Locationforconstantsandstr負(fù)責(zé)常量和字符串的缺省分布方式CC2530存儲(chǔ)器的映射Datamodel分配表Codemodel分配表負(fù)責(zé)靜態(tài)局部變量和全局變量的缺省分配方式；負(fù)責(zé)函數(shù)的缺省分配方式；CC2530存儲(chǔ)器的映射Callingconvention負(fù)責(zé)函數(shù)局部變量和參數(shù)的缺省分配方式；CC2530存儲(chǔ)器的映射當(dāng)我們要改變對(duì)象的缺省分配方式時(shí)，可以聲明對(duì)象是通過添加一個(gè)memorytype修飾，使對(duì)象具有一個(gè)新的存儲(chǔ)類型。

不同的存儲(chǔ)類型意味對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)空間、尋址方式、指針類型不一樣CC2530存儲(chǔ)器的映射例如：(1)__xdataintx;整型變量x將被分配在XDATA存儲(chǔ)空間;

(2)__dataintx;

整型變量x將被分配在DATA存儲(chǔ)空間;我們?cè)趯?shí)際編程過程中，如何選取對(duì)象的存儲(chǔ)類型，應(yīng)該盡量使用訪問效率高的memorytype；一般說來，尋址空間越大的memorytype訪問效率越低。

三、CC2530GPIO口的編程CC2530共有21個(gè)可用作數(shù)字輸入、輸出管腳或者其他外圍設(shè)備管腳，主要特性如下：

（1）數(shù)字輸入、輸出；

（2）可以作為普通的輸入、輸出管腳或其他外圍設(shè)備管腳；

（3）管腳內(nèi)部具有上下拉電阻（輸入時(shí)才有用）；

（4）可用作外部中斷輸入；其中，（3）特性少數(shù)管腳沒有；GPIO口作為外圍設(shè)備管腳的具體配置可參加CC2530的數(shù)據(jù)手冊(cè)73頁的Table7-1;CC2530GPIO口的編程21個(gè)管腳被分成了3組（1）P0組：8個(gè)管腳分別是P0_0-------P0_7；（2）P1組：8個(gè)管腳分別是P1_0-------P1_7；（3）P2組：5個(gè)管腳分別是P2_0-------P2_4GPIO口用作普通IO口的應(yīng)用場合（1）外部設(shè)備所要求的通信速率較低低；（2）通信協(xié)議簡單，例如和發(fā)光二極管、按鍵、繼電器等簡單設(shè)備的通信CC2530GPIO口的編程在計(jì)算系系統(tǒng)中，一個(gè)再復(fù)雜的IO接口電路面向CPU的一面都是一組特殊功能寄存器SFR；CPU

通過讀、寫與IO接口相關(guān)聯(lián)的一組SFR來間接和連在IO接口上的外部設(shè)備進(jìn)行信息交換；普通的輸入、輸出管腳的編程，主要涉及如下幾個(gè)sfr（8位）:PxSEL:每位所對(duì)應(yīng)的管腳時(shí)普通IO還是外圍設(shè)備IO;Px:每位的值和對(duì)應(yīng)管腳的電平一致；PxDIR:每位對(duì)應(yīng)管腳是輸入還是輸出；PxINP:管腳拉電阻選擇這里x可以為0，1，2CC2530GPIO口的編程PxSel:

76543210例：PxDIR:

76543210例：Px:

76543210CC2530GPIO口的編程CC2530GPIO普通輸入、輸出的編程步驟：

（1）設(shè)置PxSEL,選擇管腳功能；

（2）設(shè)置PxDIR,選擇管腳方向；

（3）設(shè)置Px為管腳的初始狀態(tài)；

特殊功能寄存器位于8051CPU存儲(chǔ)空間的SFR區(qū)域，YoucannotcreateapointertoanobjectlocatedinSFRmemory??！也就是說，盡管知道了P0SEL的地址為0xf3,但我們卻無法通過指針來訪問它??！CC2530中的特殊功能寄存器以及其中的每一位在其頭文件iocc2530.h中已經(jīng)定義好了，我們直接拿來使用就行了如：P0SELP0DIRP0P0_0等。

位運(yùn)算要非常熟悉：&|~^<<>>小