cc2530串口UART0通信实验

基于CC2530的ZigBee无线串口通信设计作者：李艳丽吴莉来源：《电子技术与软件工程》2015年第12期摘要分析了基于ZigBee协议的无线传感器网络的关键技术和特点。

在ZigBee技术和无线数据传输的实现方法的基础上，搭建了基于CC2530单片机系统的汇聚网关及节点，最终实现设备终端与PC机之间的数据通信。

【关键词】ZigBee CC2530 串口通信1 ZigBee技术ZigBee技术它是一种短距离、低数据速率、低功耗、低成本的双向无线通信技术。

ZigBee技术适用于短距离的无线控制系统，为自动控制和远程控制领域的技术发展提供了有效的协议标准。

主要应用领域有农作物生长及环境监控、物流管理及应用、医疗监控设施、交通管理和监督以及军事侦察等。

1.1 ZigBee技术的无线传输的优势ZigBee、蓝牙以及IEEE802.11B标准都是工作在2.4G频段的无线通信标准，表1中标明了三种标准的特点及应用范围。

蓝牙技术的数据传输速率较低，传输距离最短，因此，可以应用于如手机与手机之间少量数据的传输。

其缺点是系统的抗干扰能力不强和高成本的制造费用。

IEEE802.11B最高数据传输速率最高，数据传输距离，支持无线上网笔记本、电脑、手机等使用WiFi功能实现上网。

ZigBee协议是一种短距离无线传感器网络与控制协议，主要优势在于传输控制信息时，数据量相对来说较小，特别适用于电池供电的系统。

1.2 ZigBee技术的特点ZigBee技术具有如下优点：（1）可靠性高。

（2）成本低、功耗小。

（3）高安全性。

2 硬件设计2.1 CC2530的内部结构CC2530单片机是一款支持IEEE 802.15.4协议并且能够兼容51内核的无线射频单片机。

[3]它是TI公司推出的第二代ZigBee平台和SoC解决方案。

内部集成了高性能的RF收发器、工业标准的8051内核、256K的ROM和8K的RAM。

能够支持5种工作模式，满足了对系统的低功耗要求；例如在接收模式时电流损耗为24mA，发送模式时为29mA。

无线通信技术综合训练实验指导书 ICC2530 基础实验五ADC 实验ADC 支持多达 14 位模数转换，有效位数（ENOB）多达 12 位。

ADC 包含一个具有多达 8 个独 立配置通道的模拟多路转换器，一个参考电压发生器，并且通过 DMA 将转换结果写入存储器。

具 有多种运行模式。

本实验学习 ADC 的一般设置和运行，由 CPU 存取的 ADC 控制和状态寄存器的 使用方法。

一、实验目的通过本实验的学习，熟悉 CC2530 芯片 ADC 模拟数字转换的配置和使用方法。

1. 2. 3. 4. 5. 了解 CC2530 芯片 ADC 原理； 熟悉 CC2530 芯片 ADC 相关寄存器配置和使用方法； 掌握 CC2530 芯片片内温度检测方法； 掌握 CC2530 芯片 1/3VDD 电源电压检测方法； 掌握 CC2530 芯片 VDD 电源电压检测方法。

二、实验内容1. 2. 在 CC2530 节点开发板上， 使用 ADC 进行片内温度单次采样， 将采集的电压值转换为温度 值并显示在 LCD 上； 在 CC2530 节点开发板上， 使用 ADC 进行电源电压单次采样， 将采集的电压值显示在 LCD 上。

三、实验条件1. 2. 3. 4. 5. 6. 用户 PC 机 （装有 Microsoft Windows XP 系统） 正确安装 IAR Embedded Workbench for 8051 集成开发环境； CC2530 节点开发板（插有 CC2530 模块，带 LCD 模块）1 块； CC Debugger 多功能调试器 1 个； USB 连接线； 杜邦线若干； 5V 电源 1 个。

四、实验原理1. ADC 概况 CC2530 芯片 ADC 结构框图如图 3-5-1 所示。

图 3-5-1ADC 结构框图第 69 页实验五 ADC 实验ADC 的主要特征如下： ADC 转换位数可选，8 到 14 位； 8 个独立的输入通道，单端或差分输入； 参考电压可选为内部、外部单端、外部差分或 AVDD5； 中断请求产生； 转换结束时 DMA 触发； 温度传感器输入； 电池电压检测。

zigbee基础应用（五）uart串口通信#include <iocc2530.h>#include <string.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char//定义控制灯的端口#define LED1 P1_0#define LED2 P1_1void initUART0(void);void InitialAD(void);void UartTX_Send_String(uchar *Data,int len);uchar Recdata[30]="hello zigbee!\n";uchar RXTXflag = 1;uchar temp;uint datanumber = 0;uint stringlen;/************************************************************** **串口发送字符串函数*************************************************************** */void UartTX_Send_String(uchar *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}#if 0/************************************************************** **初始化串口0函数*************************************************************** */void initUART0(void){CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHZ晶振while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHZPERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x3c; //P0用作串口P2DIR &= ~0XC0; //P0优先作为UART0 U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200UTX0IF = 1; //UART0 TX中断标志初始置位1U0CSR |= 0X40; //允许接收IEN0 |= 0x84; //开总中断，接收中断}/************************************************************** **串口接收一个字符:一旦有数据从串口传至CC2530,则进入中断，将接收到的数据赋值给变量temp.*************************************************************** */#pragma vector = URX0_VECTOR__interrupt void UART0_ISR(void){URX0IF = 0; //清中断标志temp = U0DBUF;}#else/************************************************************** **初始化串口0函数*************************************************************** */void initUART0(void){CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHZ晶振while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定CLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHZPERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x3c; //P0用作串口P2DIR &= ~0XC0; //P0优先作为UART0 U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200UTX0IF = 1; //UART0 TX中断标志初始置位1U0CSR |= 0X40; //允许接收// IEN0 |= 0x84; //开总中断，接收中断}/************************************************************** **主函数*************************************************************** */void main(void){P1DIR = 0x03; //P1控制LEDLED1 = 1;LED2 = 1; //关LEDinitUART0();stringlen = strlen((char *)Recdata);UartTX_Send_String(Recdata,stringlen);while(1){if(RXTXflag == 1) //接收状态{if( URX0IF == 1){LED2=0; //接收状态指示URX0IF = 0; //清中断标志temp = U0DBUF;if((temp!='#')&&(datanumber<50)) //’＃‘被定义为结束字符，最多能接收50个字符{Recdata[datanumber++] = temp;}else{RXTXflag = 3; //进入发送状态}if(datanumber == 50){RXTXflag = 3;}temp = 0;LED2=1; //接收状态指示}}if(RXTXflag == 3) //发送状态{UartTX_Send_String("send:",5);LED2 = 1; //关LED2LED1 = 0; //发送状态指示U0CSR &= ~0x40; //不能收数UartTX_Send_String(Recdata,datanumber); UartTX_Send_String("\n",1);U0CSR |= 0x40; //允许接收RXTXflag = 1; //恢复到接收状态datanumber = 0; //指针归0LED1 = 1; //关发送指示memset(Recdata, 0, sizeof(Recdata));}}}#endif。

实验四UART串口通信学院：研究生院学号：1400030034姓名：张秋明一、实验目的及要求设计一个UART串口通信协议，实现“串<-->并”转换功能的电路，也就是“通用异步收发器”。

二、实验原理UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。

该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

在嵌入式设计中，UART用来主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。

UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。

资料位：紧接着起始位之后。

资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。

通常采用ASCII码。

从最低位开始传送，靠时钟定位。

奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。

可以是1位、1.5位、2位的高电平。

由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。

因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。

适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

波特率：是衡量资料传送速率的指标。

表示每秒钟传送的符号数（symbol）。

一个符号代表的信息量（比特数）与符号的阶数有关。

例如资料传送速率为120字符/秒，传输使用256阶符号，每个符号代表8bit，则波特率就是120baud，比特率是120*8=960bit/s。

这两者的概念很容易搞错。

三、实现程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号;rs232_tx: out std_logic --RS232发送数据信号;); end uart;architecture behav of uart iscomponent uart_rx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送);end component;component speed_select port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic --接收数据后，波特率时钟启动信号置位);end component;component uart_tx port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps 的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);end component;signal bps_start_1:std_logic;signal bps_start_2:std_logic;signal clk_bps_1:std_logic;signal clk_bps_2:std_logic;signal rx_data:std_logic_vector(7 downto 0);signal rx_int:std_logic;beginRX_TOP: uart_rx port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,rs232_rx=>rs232_rx,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1,rx_data=>rx_data,rx_int=>rx_int);SPEED_TOP_RX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_1,bps_start=>bps_start_1);TX_TOP:uart_tx port map(clk=>clk, --系统时钟rst_n=>rst_n, --复位信号rs232_tx=>rs232_tx, --RS232发送数据信号clk_bps=>clk_bps_2, --此时clk_bps 的高电平为发送数据的采样点bps_start=>bps_start_2,--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data=>rx_data, --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int=>rx_int --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去);SPEED_TOP_TX: speed_select port map(clk=>clk,rst_n=>rst_n,clk_bps=>clk_bps_2,bps_start=>bps_start_2);end behav;-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3个子模块------------------------------------------------------------------------------异步接收模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_rx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_rx: in std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: out std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_rx;architecture behav of uart_rx issignal rs232_rx0: std_logic;signal rs232_rx1: std_logic;signal rs232_rx2: std_logic;signal rs232_rx3: std_logic;signal neg_rs232_rx:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal rx_data_r:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_rx0<='0';rs232_rx1<='0';rs232_rx2<='0';rs232_rx3<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrs232_rx0<=rs232_rx;rs232_rx1<=rs232_rx0;rs232_rx2<=rs232_rx1;rs232_rx3<=rs232_rx2;end if;end if;neg_rs232_rx <=rs232_rx3 and rs232_rx2 and not(rs232_rx1)and not(rs232_rx0);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';rx_int<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rs232_rx='1') then--接收到串口数据线rs232_rx 的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收rx_int<='1';--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号rx_int<='0';--接收数据中断信号关闭end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_data_r<="00000000";rx_data<="00000000";num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rx_data_r(0)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 2=>rx_data_r(1)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 3=>rx_data_r(2)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 4=>rx_data_r(3)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 5=>rx_data_r(4)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 6=>rx_data_r(5)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 7=>rx_data_r(6)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 8=>rx_data_r(7)<=rs232_rx;--锁存第0bitwhen 10=>rx_data<=rx_data_r;when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;---------------------------------波特率控制模块-----------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity speed_select isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号clk_bps: out std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点bps_start:in std_logic--接收数据后，波特率时钟启动信号置位或者开始发送数据时，波特率时钟启动信号置位);end speed_select;architecture behav of speed_select issignal cnt:std_logic_vector(12 downto 0);signal clk_bps_r:std_logic;constant BPS_PARA:integer:=5207;constant BPS_PARA_2:integer:=2603;beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thencnt<="0000000000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif((cnt=BPS_PARA)or(bps_start='0')) thencnt<="0000000000000"; --波特率计数器清零elsecnt<=cnt+'1';--波特率时钟计数启动end if;end if;end if;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenclk_bps_r<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenif(cnt=BPS_PARA_2) thenclk_bps_r<='1'; --clk_bps_r高电平为接收数据位的中间采样点，同时也作为发送数据的数据改变点elseclk_bps_r<='0'; --波特率计数器清零end if;end if;end if;clk_bps<=clk_bps_r;end process;end behav;---------------------------------异步发送模块-------------------------------------------library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity uart_tx isport(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号rs232_tx: out std_logic; --RS232接收数据信号clk_bps: in std_logic; --此时clk_bps的高电平为接收数据的采样点bps_start:out std_logic;--接收到数据后，波特率时钟启动置位rx_data: in std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄存器，保存直至下一个数据来到rx_int: in std_logic --接收数据中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送模块，使得串口正在进行接收数据的时候，发送模块不工作，避免了一个完整的数据（1位起始位、8位数据位、1位停止位）还没有接收完全时，发送模块就已经将不正确的数据传输出去); end uart_tx;architecture behav of uart_tx issignal rx_int0: std_logic;signal rx_int1: std_logic;signal rx_int2: std_logic;signal neg_rx_int:std_logic;signal bps_start_r:std_logic;signal num:integer;signal tx_data:std_logic_vector(7 downto 0); --串口接收数据寄存器，保存直至下一个数据到来beginprocess(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrx_int0<='0';rx_int1<='0';rx_int2<='0';elseif (rising_edge(clk)) thenrx_int0<=rx_int;rx_int1<=rx_int0;rx_int2<=rx_int1;end if;end if;neg_rx_int <=not(rx_int1)and (rx_int2);end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenbps_start_r<='0';tx_data<="00000000";elseif (rising_edge(clk)) thenif(neg_rx_int='1') then--接收到串口数据线rs232_rx的下降沿标志信号bps_start_r<='1'; --启动串口准备数据接收tx_data<=rx_data;--接收数据中断信号使能else if((num= 15) and (clk_bps='1')) then --接收完有用数据信息bps_start_r<='0'; --数据接收完毕，释放波特率启动信号end if;end if;end if;end if;bps_start<=bps_start_r;end process;process(clk,rst_n)beginif (rst_n='0')thenrs232_tx<='1';num<=0;elseif (rising_edge(clk)) thenif(clk_bps='1')thennum<=num+1;case num iswhen 1=>rs232_tx<='0';when 2=>rs232_tx<=tx_data(0);--发送第1bitwhen 3=>rs232_tx<=tx_data(1);--发送第2bitwhen 4=>rs232_tx<=tx_data(2);--发送第3bitwhen 5=>rs232_tx<=tx_data(3);--发送第4bitwhen 6=>rs232_tx<=tx_data(4);--发送第5bitwhen 7=>rs232_tx<=tx_data(5);--发送第6bitwhen 8=>rs232_tx<=tx_data(6);--发送第7bitwhen 9=>rs232_tx<=tx_data(7);--发送第8bitwhen 10=>rs232_tx<='1';when 11=>num<=15;when others=>null;end case;if(num=15) thennum<=0;end if;end if;end if;end if;end process;end behav;四、实验步骤1、建立新工程UART，选择芯片，型号为cyclone ii EP2C35F484C8。