cc2530 基础开发

- 1 -,第4章,CC2530基础开发,- 2 -,本章目标,掌握I/O的使用 理解存储器以及映射的关系 掌握ADC的使用方法 掌握串口和DMA的使用方法 掌握定时器的使用,- 3 -,本章目标,掌握I/O的使用 理解存储器以及映射的关系 掌握ADC的使用方法 掌握串口和DMA的使用方法 掌握定时器的使用,- 4 -,高性能、低功耗的8051微控制器内核。 适应2.4GHz IEEE802.15.4的RF收发器。 极高的接收灵敏度和抗干扰性。 32KB/64KB/128KB/256KB闪存。 8KB SRAM，具备各种供电方式下的数据保持能力。 强大的DMA功能。 只需极少的外接元件，即可形成一个简单应用系统。 只需一个晶振，即可满足网状型网络系统的需要。,4.1 概述,CC2530芯片特征,- 5 -,低功耗，主动模式RX（CPU空闲）：24mA；主动模式TX在1dB（CPU空闲）：29mA；供电模式1（4us唤醒）：0.2mA；供电模式2（睡眠定时器运行）：1uA；供电模式3(外部中断)：0.4uA；宽电源电压范围（2V-3.6V）。 硬件支持CSMA/CA。 支持数字化的接收信号强度指示器/链路质量指示（RSSI/LQI）。 具有8路输入8位14位ADC。 高级加密标准AES协处理器。 具有看门狗和2个支持多种串行通信协议的USART。 1个通用的16位定时器和2个8位定时器，1个IEEE802.15.4 MAC定时器。 21个通用I/O引脚。,4.1 概述,CC2530芯片特征,- 6 -,4.2 CC2530结构框架,- 7 -,CC2530包含一个“增强型”工业标准的8位8051微控制器内核，运行时钟32MHz，具有8倍的标准8051内核的性能 增强型8051内核使用标准的8051指令集，并且每个指令周期是一个时钟周期，而标准的8051每个指令周期是12个时钟周期，因此增强型8051消除了总线状态的浪费，指令执行比标准的8051更快,4.2.1 CC2530CPU,- 8 -,内核代码：CC2530的“增强型8051”内核的“目标代码”兼容“标准8051”内核的“目标代码”，即CC2530的8051内核的“目标代码”可以使用“标准8051”的编译器或汇编器进行编译。 微控制器：由于CC2530的“增强型8051”内核使用了不同于“标准8051”的指令时钟，因此“增强型8051”在编译时与“标准8051”代码编译时略有不同，例如“标准8051”的微控制器包含的“外设单元寄存器”的指令代码在CC2530的“增强型8051”不能正确运行。,4.2.1 CC2530CPU,CC2530的“增强型8051内核”与“标准的8051微控制器”相比，除了速度改进之外，使用时要注意以下两点：,- 9 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,CC2530物理存储器,CC2530存储空间,映射,存储器仲裁,- 10 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,物理存储器,SRAM,上电时，SRAM的内容未定义，在供电的情况下，SRAM的内容被保留,FLASH,片上闪存存储器，主要为了保存程序和常量数据。FLASH由一组2KB的页面组成,信息 页面,信息页面是一个2KB的只读区域，它的主要作用是存储全球唯一的IEEE地址,- 11 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,物理存储器,SFR,控制8051CPU内核或外设的一些功能,XREG,是SFR的扩展寄存器，比如射频寄存器，访问速度比SFR要慢,- 12 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,存储空间,CODE,程序存储器，只读存储空间，用于存放程序代码和一些常量，有16根地址总线， 寻址范围为0x00000xFFFF共64KB,DATA,数据存储器，可读/写的数据存储空间，用于存放程序运行过程中的数据。有8根 地址总线，因此寻址空间为0x000xFF，共256个字节,XDATA,外部数据存储器，可读/写的数据存储空间，主要用于DMA寻址。有16根地址总 线，寻址空间是0x00000xFFFF共64KB,SFR,特殊功能寄存器，可读/写的寄存器存储空间，共有128字节。对于地址是被8整 除的SFR寄存器，每一位还可以单独寻址,- 13 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,物理存储器与存储空间的关系,存储空间只是4种不同的寻址方式概念，并不代表物理具体 上的存储设备，只是存储空间的概念；而FLASH、SRAM、 EEPROM等是具体的物理存储设备。他们两者之间的关系 是通过映射来联系起来的。例如FLASH或者EEPROM都可 以作为物理存储媒介映射到CODE上。,- 14 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,映射,映射就是将CC2530的物理存储器映射到其存储空间上，有两个作用：,- 15 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,映射的两种形式,CODE存储器映射 XDATA存储器映射,- 16 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,CODE存储器映射,CODE存储器映射具有两个功能： 一是将FLASH映射至CODE存储空间； 二是执行来自SRAM的代码（将SRAM映射至CODE存储空间）,- 17 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,FLASH映射,CODE的寻址空间为64KB，而对于CC2530F256设备来说FLASH的 存储空间为256KB,？,CC2530将FLASH存储器分为几个bank，每个bank的大小是32KB。 对于CC2530F256设备来说，它有8个bank，分别为bank0bank7。 通过操作寄存器FMAP.MAP2：0来控制将哪个编号的bank映射到CODE区域,只针对CC2530F32这款芯片，因为这款芯片的的FLASH只有32KB,虽然这里有bank0区域，但是映射的时候bank0总映射的根部的低32KB区域,- 18 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,SRAM映射,为了便于在SRAM中执行代码，可以将SRAM映射到CODE存储空间的 0x8000（0x8000+SRAM_SIZE-1）的区域,- 19 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,SRAM映射,为了方便DMA控制器能访问所有的物理存储空间，CC2530把所有 的物理存储器以及寄存器都映射到XDATA上，包括CODE和SFR部分 存储空间 。,- 20 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,XDATA包含了所有物理存储器的映射，包括8KB的SRAM存储器、XREG、SFR、信息页面和FLASH存储器,SRAM映射的地址范围是0x0000到SRAM_SIZE-1。其中SRAM较高的256字节映射到DATA存储空间8位地址区域，即地址范围从SRAM_SIZE-256到SRAM_SIZE-1 XREG区域映射到1KB地址区域0x6000-0x63FF SFR寄存器映射到地址区域0x7080-0x70FF。128个条目的硬件寄存器区域是通过这一存储空间访问的。闪存信息页面2KB映射到地址区域0x7800-0x7FFF。这是一个只读区域，包含有关设备的各种信息 信息页面映射到地址区域0x78000x7FFF XBANK为CODE存储空间的bank07区域的映射，其地址仍然是0x80000xFFFF。可以配置存储器控制寄存器MEMCTR.XBANK2:0（详见存储器仲裁）决定选择映射bank0bank7之间的哪个区域，比如MEMCTR.XBANK=001，则映射bank1区域,- 21 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,存储器仲裁,主要功能是解决CPU与DMA访问所有物理存储器（除了CPU内部寄存器）之间的冲突问题。当CPU和DMA之间发生冲突时，“存储器仲裁”停止CPU或DMA的总线 存储器仲裁主要有两个寄存器：存储器仲裁控制寄存器MEMCTR和闪存区映射寄存器FMAP，这两个寄存器用于控制存储器子系统的各个方面,- 22 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,存储器仲裁控制寄存器MEMCTR,MEMCTR.XMAP必须设置以使得程序从SRAM执行；MEMCTR.XBANK决定XDATA的高32KB映射CODE存储空间的哪个bank区域,- 23 -,4.2.2 CC2530存储器及映射,闪存区映射寄存器FMAP,闪存区映射寄存器FMAP控制物理32KB代码区映射到CODE存储空间的程序地址区域0x8000-0xFFFF,即最底部的32KB区域 （0x00000x7FFF）,- 24 -,4.3 CC2530编程基础,CC2530软件开发平台使用IAR IAR对CC2530编程操作提供了良好的C语言支持 CC2530编程包括头文件、运行库以及中断编程等,- 25 -,4.3.1 寄存器和汇编指令,CC2530的CPU寄存器与标准的8051的CPU寄存器相同，都包括8组寄存器R0R7、程序状态字PSW、累加器ACC、B寄存器和堆栈指针SP等 CC2530的CPU指令与标准的8051的指令集相同,- 26 -,4.3.2 编程基础,CC2530编程的风格基本上与普通的基于8051的C语言编程相同,头文件 初始化函数 主函数 其他中断函数,- 27 -,4.3.2 编程基础,头文件,在C语言中头文件以“XXX.h”的格式存在，其中“XXX”为文件名，在头文件中一般定义程序需要的变量或函数的声明等。一般头文件在源程序的一开始使用“包含命令”将头文件包含在源程序中，以便源程序调用头文件中的变量等。头文件“包含命令”使用“#include”命令,- 28 -,4.3.2 编程基础,头文件,在一个工程里面还会有其他的头文件，比如要控制CC2530开发板的LED，一般由用户新建一个头文件，此头文件可以由用户命名，例如“LED.h”,在用户编写的头文件中，也需要将“ioCC2530.h”包含在内，那么在主函数文件中只需要包含“LED.h”文件即可,- 29 -,4.3.2 编程基础,初始化函数,在一个项目工程中为了增强程序的可移植性和可维护性，一般将一些初始化配置信息编写成一个函数，称作初始化函数。在一个工程中可以有多个初始化函数,- 30 -,4.3.2 编程基础,主函数,与常规的C语言程序一样，IAR下的CC2530程序依然将main( )函数设定为程序的入口函数，也称主函数。当程序比较大时，在主函数内一般不直接编写与程序相关的业务算法，而是调用其他子函数（如用库函数、户编写的硬件初始化函数和业务算法或其他功能函数等）来实现整个程序的逻辑，使主函数看起来简单明了并且易于程序的维护,- 31 -,4.3.2 编程基础,其他子函数,在一个程序中，为了程序的可维护性，除了初始化函数之外，还需要将某个业务算法或功能封装成一个函数，称为子函数,- 32 -,4.3.2 编程基础,中断函数,当需要中断处理时，需要编写中断处理函数，中断处理函数是当有中断发生时，需要处理的事件,- 33 -,4.3.2 中断的使用,CC2530的中断系统是为了让CPU对内部或外部的突发事件及时地作出响应，并执行相应的中断程序。 中断由中断源引起，中断源由相应的寄存器来控制。当需要使用中断时，需配置相应的中断寄存器来开启中断，当中断发生时将跳入中断服务函数中执行此中断所需要处理的事件 。,- 34 -,4.3.3 中断的使用,中断源与中断向量,CC2530有18个中断源，每个中断源都可以产生中断请求，中断请求可以通过设置中断使能SFR寄存器的中断使能位IEN0、IEN1或IEN2使能或禁止中断。,- 35 -,4.3.3 中断的使用,- 36 -,4.3.3 中断的使用,中断源与中断向量,当相应的中断源使能并发生时，中断标志位将自动置1，然后程序跳往中断服务程序的入口地址执行中断服务程序。待中断服务程序处理完毕后，由硬件清除中断标志位 中断服务程序的入口地址即中断向量，CC2530的18个中断源对应了18个中断向量，