《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》課件 5.1 CC2530基礎(chǔ)實驗

第5章CC2530基礎(chǔ)實驗CC2530（無線片上系統(tǒng)單片機）是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的2.4GHz的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051單片機，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KBRAM和許多其他強大的功能。 根據(jù)芯片內(nèi)置閃存的不同容量，CC2530有四種不同的型號：CC2530F32/64/128/256，編號后綴分別代表具有32/64/128/256KB的閃存。CC2530具有不同的運行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。CC2530高性能、低功耗且具有代碼預(yù)取功能的8051微控制器內(nèi)核符合2.4-GHzIEEE802.15.4標準的優(yōu)良的無線接收靈敏度和抗干擾性能2.4GRF收發(fā)器?

低功耗寬電源電壓范圍（2V–3.6V）支持硬件調(diào)試支持精確的數(shù)字化RSSI/LQI和強大的5通道DMAIEEE802.5.4MAC定時器，通用定時器（一個16位定時器，一個8位定時器）具有IR發(fā)生電路具有捕獲功能的32-kHz睡眠定時器硬件支持CSMA/CA功能具有電池監(jiān)測功能和溫度傳感功能具有8路輸入和可配置分辨率的 12位ADC集成AES安全協(xié)處理器2 個支持多種串行通信協(xié)議的強大USART21個通用I/O引腳（19×4mA，2×20mA）看門狗定時器強大靈活的開發(fā)工具CC2530芯片主要特性2.4-GHzIEEE802.15.4系統(tǒng)RF4CE遠程控制系統(tǒng)（需要大于64-KB閃存）ZigBee系統(tǒng)（需要256-KB閃存）家庭/樓宇自動化照明系統(tǒng)工業(yè)控制和監(jiān)控低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)消費型電子醫(yī)療保健CC2530的應(yīng)用領(lǐng)域CC2530大致可以分為四個部分：CPU和內(nèi)存相關(guān)的模塊、外設(shè)、時鐘和電源管理相關(guān)的模塊，以及無線電相關(guān)的模塊。CC2530概述CC253x芯片系列中使用的8051CPU內(nèi)核是一個單周期的8051兼容內(nèi)核。它有三種不同的內(nèi)存訪問總線（SFR，DATA和CODE/XDATA），單周期訪問SFR，DATA和主SRAM。它還包括一個調(diào)試接口和一個18輸入擴展中斷單元。32/64/128/256KB閃存塊為設(shè)備提供了內(nèi)電路可編程的非易失性程序存儲器，映射到XDATA存儲空間。除了保存程序代碼和常量以外，非易失性存儲器允許應(yīng)用程序保存必須保留的數(shù)據(jù)，這樣設(shè)備重啟之后可以使用這些數(shù)據(jù)。使用這個功能，例如可以利用已經(jīng)保存的網(wǎng)絡(luò)具體數(shù)據(jù)，CC2530就不需要每次啟動都需要經(jīng)歷網(wǎng)絡(luò)尋找和加入過程。

CPU和內(nèi)存調(diào)試接口執(zhí)行一個專有的兩線串行接口，用于內(nèi)電路調(diào)試。通過這個調(diào)試接口，可以執(zhí)行整個閃存存儲器的擦除、控制使能哪個振蕩器、停止和開始執(zhí)行用戶程序、執(zhí)行8051內(nèi)核提供的指令、設(shè)置代碼斷點，以及內(nèi)核中全部指令的單步調(diào)試。使用這些技術(shù)，可以很好地執(zhí)行內(nèi)電路的調(diào)試和外部閃存的編程。外設(shè)I/O控制器負責所有通用I/O引腳。CPU可以配置外設(shè)模塊是否控制某個引腳或它們是否受軟件控制，如果是的話，每個引腳配置為一個輸入還是輸出。CPU中斷可以分別在每個引腳上使能。每個連接到I/O引腳的外設(shè)可以選擇兩個不同的I/O引腳位置，以確保在不同應(yīng)用程序中的引腳的使用不發(fā)生沖突。外設(shè)系統(tǒng)可以使用一個多功能的五通道DMA控制器，使用XDATA存儲空間訪問存儲器，因此能夠訪問所有物理存儲器。每個通道（觸發(fā)器、優(yōu)先級、傳輸模式、尋址模式、源和目標指針和傳輸計數(shù)）用DMA描述符在存儲器任何地方配置。許多硬件外設(shè)（AES內(nèi)核、閃存控制器、USART、定時器、ADC接口）通過使用DMA控制器在SFR或XREG地址和閃存/SRAM之間進行數(shù)據(jù)傳輸，在獲得高效率操作的同時，大大減輕了內(nèi)核的負擔外設(shè)定時器1是一個16位定時器，具有定時器/PWM功能。它有一個可編程的分頻器，一個16位周期值，和五個各自可編程的計數(shù)器/捕獲通道，每個都有一個16位比較值。每個計數(shù)器/捕獲通道可以用作一個PWM輸出或捕獲輸入信號邊沿的時序。它還可以配置在IR產(chǎn)生模式，定時器3的輸出是用最小的CPU干涉產(chǎn)生調(diào)制的IR信號。MAC定時器（定時器2）是專門為支持IEEE802.15.4MAC或軟件中其他時槽的協(xié)議設(shè)計。定時器有一個可配置的定時器周期和一個8位溢出計數(shù)器，可以用于保持跟蹤已經(jīng)經(jīng)過的周期數(shù)。一個16位捕獲寄存器也用于記錄收到/發(fā)送一個幀開始界定符的精確時間，或傳輸結(jié)束的精確時間，還有一個16位輸出比較寄存器可以在具體時間產(chǎn)生不同的選通命令（開始RX，開始TX，等等）到無線模塊。定時器3和定時器4是8位定時器，具有定時器/計數(shù)器/PWM功能。它們有一個可編程的分頻器，一個可編程的計數(shù)器通道，具有一個8位的比較值。定時器3和定時器4計數(shù)器通道經(jīng)常用作輸出PWM。睡眠定時器是一個超低功耗的定時器，在除了供電模式3的所有工作模式下不斷運行。定時器的典型應(yīng)用是作為實時計數(shù)器，或作為一個喚醒定時器跳出供電模式1或2。外設(shè)ADC支持7到12位的分辨率，分別在30kHz或4kHz的帶寬。DC和音頻轉(zhuǎn)換可以使用高達八個輸入通道。輸入可以選擇作為單端輸入或差分輸入。參考電壓可以是內(nèi)部電壓、AVDD或是一個單端或差分外部信號。ADC還有一個溫度傳感輸入通道來測量內(nèi)部溫度。ADC可以自動執(zhí)行定期抽樣或轉(zhuǎn)換通道序列的程序。外設(shè)隨機數(shù)發(fā)生器使用一個16位LFSR來產(chǎn)生偽隨機數(shù)，這可以被CPU讀取或由選通命令處理器直接使用。例如隨機數(shù)可以用作產(chǎn)生隨機密鑰，用于安全。AES加密/解密內(nèi)核允許用戶使用帶有128位密鑰的AES算法加密和解密數(shù)據(jù)。這一內(nèi)核能夠支持IEEE802.15.4MAC安全、ZigBee網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層要求的AES操作。一個內(nèi)置的看門狗允許CC2530在固掛起的情況下復(fù)位自身。當看門狗定時器由軟件使能，它必須定期清除；否則，當它超時就復(fù)位它就復(fù)位設(shè)備?；蛘咚梢耘渲糜米饕粋€通用32kHz定時器。外設(shè)USART0和USART1每個被配置為一個SPI主/從或一個UART。它們?yōu)镽X和TX提供了雙緩沖，以及硬件流控制，因此非常適合于高吞吐量的全雙工應(yīng)用。每個都有自己的高精度波特率發(fā)生器，因此可以使普通定