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文檔簡(jiǎn)介
1、頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容第二章Zigbee概述1、Zigbee 是一種新興的 短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于近距離無線連接。2、Zigbee 的特點(diǎn)是功耗低、成本低、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠安全。3、常見的 Zigbee 芯片有 CC243X 系列、MC1322X 系列和 CC253X 系列。4、常見的 Zigbee 協(xié)議棧有非開源(msstatePAN)協(xié)議棧、開源(freakz )協(xié)議棧和半開源(Zstack)協(xié)議棧。5、 Zigbee 軟件開發(fā)平臺(tái)包括 IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改軟件以及其它輔助軟件。6、Zigbee 硬件開發(fā)平臺(tái)采用 Altium Designer
2、進(jìn)行設(shè)計(jì)。7、簡(jiǎn)述 Zigbee 的定義。答:Zigbee 是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距 離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(包括典型的周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù))的應(yīng)用。8、9、簡(jiǎn)述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Zigbee 之間的關(guān)系。答:從協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)來講:目前大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層和MAC 層都采用 IEEE802.15.4從應(yīng)用上來講:Zigbee 適用于通信數(shù)據(jù)量不大,數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)較低,成本較低的便攜或移動(dòng)設(shè)備。這些設(shè)備只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另外一個(gè)傳感器,并能實(shí)現(xiàn)傳感器之
3、間的組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式、自組織和低功耗的特點(diǎn)。9、10、Zigbee 技術(shù)特點(diǎn):低功耗、低成本、大容量、可靠、時(shí)延短、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第二章第三章Zigbee技術(shù)原理1、Zigbee 協(xié)議分為物理層、MAC 層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容2、 Zigbee 有三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別是星型、樹型和網(wǎng)狀型。3、 物理層定義了物理無線信道和與MAC 層之間的接口,提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理 服務(wù)。4、MAC 層提供 MAC 層數(shù)據(jù)服務(wù)和 MAC 層管理服務(wù),并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀。5、網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接。6、Zigbee 的應(yīng)用層由 應(yīng)用支持子層(APS、Zigb
4、ee 設(shè)備對(duì)象、Zigbee 應(yīng)用框架(AF)、Zigbee設(shè)備模板和制造商定義的應(yīng)用對(duì)象等組成。7、簡(jiǎn)述 MAC 層幀的一般結(jié)構(gòu)。答:MAC 幀,即 MAC 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU,是由一系列字段按照特定的順序排列而成的。 設(shè)計(jì)目標(biāo)是在保持低復(fù)雜度的前提下實(shí)現(xiàn)在噪聲信道上的可靠數(shù)據(jù)傳輸。MAC 層幀結(jié)構(gòu)分為一般格式和特定格式。一般格式:三部分,MAC 幀頭(MHR、MAC 有效載荷、MAC 幀尾(MFR。特定格式:信標(biāo)幀、數(shù)據(jù)幀、確認(rèn)幀和命令幀。(MAO 幀頭部分由幀控制字段和幀序號(hào)字段組成;MAC 有效載荷由地址信息和特定幀的有效載荷組成,MAC 有效載荷的有效長度與特定幀類型有關(guān);MAC
5、 幀尾是校驗(yàn)序列 FCS。89、簡(jiǎn)述 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)層的功能。答:Zigbee 網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的建立、路由的實(shí)現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)地址的分配。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)層不同功能由不同的設(shè)備完成。其中Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備有三種類型:協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn),分別實(shí)現(xiàn)不同的功能 :協(xié)調(diào)器具有建立新網(wǎng)絡(luò)的能力;協(xié)調(diào)器或路由器具備允許設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)或者離開網(wǎng)絡(luò)、為設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的邏輯地址、建立和維護(hù)鄰居表等功能 :終端節(jié)點(diǎn)只需要有加入或離開網(wǎng)絡(luò)的能力即可。9、Zigbee 技術(shù)是一種低速數(shù)據(jù)傳輸速率的無線個(gè)域網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)的基本成員稱為設(shè)備。按照各 自作用分為:協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)器:整個(gè)網(wǎng)
6、絡(luò)的中心功能為建立、維持和管理網(wǎng)絡(luò),分配網(wǎng)絡(luò)地址。路由器:路由發(fā)現(xiàn)、消息傳輸、允許其他節(jié)點(diǎn)通過它接入到網(wǎng)絡(luò)。終端節(jié)點(diǎn):數(shù)據(jù)采集或控制,不允許其他節(jié)點(diǎn)通過它加入到網(wǎng)絡(luò)中。10、11、Zigbee 網(wǎng)絡(luò)分為 4 層,從下向上 分別為物理層、MAC 層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容12、13、 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu): 應(yīng)用層包括三部分:應(yīng)用支持子層、Zigbee 設(shè)備對(duì)象和廠商定義的應(yīng)用對(duì)象。網(wǎng)絡(luò)層提供保證IEEE802.15.4 MAC 層正確工作的能力,并為應(yīng)用層提供合適的服務(wù)接口,包括數(shù)據(jù)服務(wù)接口和管理服務(wù)接口。IEEE802.15.4 通信層(MAC 層和物理層)。14、15、數(shù)
7、據(jù)服務(wù)接口的作用:一是為應(yīng)用支持子層的數(shù)據(jù)添加適當(dāng)?shù)膮f(xié)議頭以便產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 數(shù)據(jù)單元;而是根據(jù)路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單元發(fā)送到通信鏈路的目的地址設(shè)備或通信 鏈路的下一跳地址。管理服務(wù)接口的作用:提供的服務(wù)包括配置新設(shè)備、常建新網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備請(qǐng)求加入或者離開網(wǎng)絡(luò);允許 Zigbee 協(xié)調(diào)器或路由器請(qǐng)求設(shè)備離開網(wǎng)絡(luò)、尋址、路由發(fā)現(xiàn)等功能。16、17、1819、 物理層所負(fù)責(zé)的功能:工作頻段的分配、信道的分配、為MAC!提供數(shù)據(jù)服務(wù)和為 MAC 層提供管理服務(wù)。20、21、 物理層功能:數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收、物理信道的能量檢測(cè)、射頻收發(fā)器的激活與關(guān)閉、空 閑信道評(píng)估、鏈路質(zhì)量指示、物理層屬性參數(shù)的獲取與
8、設(shè)置。22、23、 MAC 層負(fù)責(zé)無線信道的使用方式,它們是構(gòu)建Zigbee 協(xié)議底層的基礎(chǔ)。其功能如下:CSMA/CA 訪問信道;PAN 的建立和維護(hù);支持 PAN 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)和解除關(guān)聯(lián);協(xié)調(diào)器產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)幀普通設(shè)備根據(jù)信標(biāo)幀與協(xié)調(diào)器同步;處理和維護(hù)保證 GTS 在兩個(gè)對(duì)等 MAC 實(shí)體間提供可靠鏈路。24、25、 MAC 層服務(wù)規(guī)范,MAC 層包括 MACB管理服務(wù)(MLME 和數(shù)據(jù)服務(wù)(MCPS。MACt理服務(wù)可以提供調(diào)用 MACB管理功能的服務(wù)接口,同時(shí)還負(fù)責(zé)維護(hù)MAC PAN 言息庫;MAC 數(shù)據(jù)服務(wù)可以提供調(diào)用 MAC 公共部分子層(MCPS 提供的的數(shù)據(jù)服務(wù)接口,為網(wǎng)絡(luò)層數(shù) 據(jù)添
9、加協(xié)議頭,從而實(shí)現(xiàn)MACB幀數(shù)據(jù)。26、27、CSMA/CA 機(jī)制實(shí)際是在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前對(duì)信道進(jìn)行預(yù)約,以免造成信道碰撞問題。 CSMA/CA 提供兩種方式來對(duì)無線信道共享訪問,其工作流程如下:送出數(shù)據(jù)前,監(jiān)聽信道的 使用情況,維持一段時(shí)間后,再等待一段隨機(jī)的時(shí)間后信道依然空閑,送出數(shù)據(jù);送出數(shù)據(jù)前,先送一段小小的請(qǐng)求傳送 RTS 報(bào)文給目標(biāo)端,等待目標(biāo)端回應(yīng) CTS 報(bào)文后才開始傳送 。2&29、MAC 子層具體功能:CSMA/CA 機(jī)制、PAN 的建立和維護(hù)、關(guān)聯(lián)和解除關(guān)聯(lián)、信標(biāo)幀。30、31、Zigbee 網(wǎng)絡(luò)層的主要作用:負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立、允許設(shè)備加入或離開網(wǎng)絡(luò)、路由的發(fā)現(xiàn) 和維
10、護(hù)。32、33、 網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)部由兩部分組成,分別是網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體(NLDE 和網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體(NLME。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體通過訪問服務(wù)接口NLDE-SAP 為上層提供數(shù)據(jù)服務(wù);網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體通過訪問服務(wù)接口 NLME-SAP 為上層提供網(wǎng)絡(luò)層的管理服務(wù),另外還負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)層信息庫。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容22、23、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU 即網(wǎng)絡(luò)層幀的結(jié)構(gòu) ,在 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中定義了兩種類型的幀結(jié)構(gòu),即網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)幀和網(wǎng)絡(luò)層命令幀。字節(jié):222110/80/80/1變長變長幀控制目的 地址源地址廣播 半徑域廣播 序列號(hào)IEEE 目的地址IEEE 源地址多點(diǎn)傳 送控制源路由 幀 幀的有效 載荷網(wǎng)
11、絡(luò)層幀報(bào)頭網(wǎng)絡(luò)層的有 效載荷23、24、Zigbee 的應(yīng)用層由應(yīng)用支持子層(APS、Zigbee 設(shè)備對(duì)象、Zigbee 應(yīng)用框架(AF)、 Zigbee 設(shè)備模板和制造商定義的應(yīng)用對(duì)象等組成。25、26、 Zigbee 設(shè)備中應(yīng)用對(duì)象駐留的環(huán)境稱為應(yīng)用框架(ApplicationFramework,英文簡(jiǎn)稱AF)。在應(yīng)用框架中,應(yīng)用程序可以通過APSDE-SAP 發(fā)送、接收數(shù)據(jù),通過“設(shè)備對(duì)象公共接口”實(shí)現(xiàn)應(yīng)用對(duì)象的控制與管理。應(yīng)用支持子層數(shù)據(jù)服務(wù)接口(APSDE-SAP 提供的數(shù)據(jù)服務(wù)包括數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求、確認(rèn)、指示等原語。27、28、每個(gè) Zigbee 設(shè)備都與一個(gè)特定的模板有關(guān),這些模板
12、定義了設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境、設(shè)備類型以及用于設(shè)備間通信的簇,比如應(yīng)用環(huán)境為智能家居,那么就可以建立一個(gè)智能家居的模 板。不過Zigbee 模板不是隨意定義的,它們的定義,由Zigbee 聯(lián)盟負(fù)責(zé)。Zigbee 聯(lián)盟定義了三種模板分別為 Zigbee 協(xié)議棧模板、ZigbeePRO 模板以及特定網(wǎng)絡(luò)模板,在Zstack 協(xié)議棧中使用了這三種模板。29、30、協(xié)議模板 Zigbee 有三種類型的模板可以按使用限制分為:私有、公開和共用。每個(gè)模 板都有一個(gè)模板標(biāo)識(shí)符,此標(biāo)識(shí)符必須是唯一的31、32、單個(gè)的 Zigbee 設(shè)備可以支持多個(gè)模板,提供定義的簇標(biāo)識(shí)符和設(shè)備描述符。這些簇標(biāo)識(shí)符和端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符通過設(shè)備
13、地址和端點(diǎn)地址來實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn):設(shè)備地址:包含有IEEE 地址和短地址的無線收發(fā)裝置;端點(diǎn)地址:設(shè)備中的不同應(yīng)用端點(diǎn)號(hào)代表。一個(gè)設(shè)備中最多可以有240 個(gè)端點(diǎn)。33、34、 功能描述:Zigbee 應(yīng)用框架的功能可以簡(jiǎn)單概括為組合事務(wù)、接收和拒絕。35、36、 Zigbee 設(shè)備對(duì)象(ZDO 使用應(yīng)用支持子層(APS 和網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)實(shí)現(xiàn)Zigbee 協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備的功能。ZDO 的功能包括:初始化應(yīng)用支持子層、網(wǎng)絡(luò)層和其他Zigbee 設(shè)備層;匯聚來自端點(diǎn)應(yīng)用的信息,以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和服務(wù)發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)管理、綁定管理、安全管理、節(jié)點(diǎn)管理等功能。37、38、Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備類型有三種:協(xié)
14、調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn),每一種的設(shè)備的設(shè)備對(duì)象行為都不同。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容第三章第四章Zigbee硬件設(shè)計(jì)i 原理圖設(shè)計(jì)基本要求:規(guī)范、清晰、準(zhǔn)確、易讀。2、 在硬件設(shè)計(jì)過程中根據(jù)功能和性能需求制定合適的方案,選取合適的CPU 及外圍元件3、Zigbee 硬件分為三部分,即 CC2530 核心板、協(xié)調(diào)器底板和路由器底板。4、 協(xié)調(diào)器底板集成了 LED LCD RS232、電源接口、 JTAG 接口、蜂鳴器、時(shí)鐘模塊、按鍵 以及傳感器模塊。5、 路由器底板集成了 LED 電源接口、 JTAG 接口、蜂鳴器、按鍵以及傳感器模塊。6、簡(jiǎn)述對(duì) CPU 進(jìn)行選型時(shí)需要注意的事項(xiàng)。答:1 性價(jià)比高;2 容
15、易開發(fā);3 可擴(kuò)展性好。7、8、簡(jiǎn)述低功耗設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。答:選擇低功耗器件;去除不必要的器件;選擇合適的電源;綜合考慮所以器件的工作電壓范圍;利用器件本身特性降低功耗。89、 Zigbee 的硬件設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括硬件設(shè)計(jì)規(guī)則及注意事項(xiàng)、Zigbee 節(jié)點(diǎn)硬件總體設(shè)計(jì)、Zigbee 節(jié)點(diǎn)低功耗設(shè)計(jì),其中:硬件設(shè)計(jì)規(guī)則及注意事項(xiàng)主要包括需求分析、元器件選型 以及設(shè)計(jì)的基本原則;硬件總體設(shè)計(jì)分別介紹Zigbee 核心板、Zigbee 協(xié)調(diào)器底板和路由器底板;主要講解在低功耗設(shè)計(jì)過程中所要考慮的問題以及需要注意的事項(xiàng)。10、11、 原理圖設(shè)計(jì)的一般過程包括以下幾個(gè)方面:確定需求、確定核心CPU 參
16、考成功案例、 對(duì)外圍器件的選型、設(shè)計(jì)基本原則。12、13、 在 PCE 設(shè)計(jì)中,布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟。14、15、 路由器底板的電源有兩種供電方式,外接電源供電和電池供電。 外接電源供電和協(xié)調(diào)器 底板完全相同,不同的是電池供電, 電池采用兩節(jié) 1.5V 的五號(hào)電池串聯(lián)得到 3.0V 電壓為路 由器底板進(jìn)行供電。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容第四章第五章CC2530基礎(chǔ)開發(fā)1、CC2530 外設(shè)包括 I/O 引腳、ADG DMA 串口等。2、CC2530 包括 3 個(gè) 8 位輸入/輸出(I/O )端口,分別是 P0 P1 和 P2。3、 CC2530 的 ADC 支持多達(dá) 14 位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換,具有
17、多達(dá)12 位的有效數(shù)字位。它包括一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)換器,具有多達(dá)8 個(gè)各自可配置的通道,一個(gè)參考電壓發(fā)生器。4、CC2530 的 8051CPU 有四個(gè)不同的存儲(chǔ)空間,分別為 CODE DATA XDATA 和 SFR5、 CC2530 內(nèi)置一個(gè)存儲(chǔ)器直接存取(DMA 控制器,可以用來減輕8051CPU 內(nèi)核傳送數(shù)據(jù) 操作的負(fù)擔(dān),從而實(shí)現(xiàn)在高校利用電源的條件下的高性能。6、 CC2530 具有 USARTC 和 USART1 串行通信接口,能夠分別運(yùn)行于異步URAT 模式或者同步SPI 模式。7、 定時(shí)器 1 是一個(gè)獨(dú)立的 16 位定時(shí)器,支持典型的定時(shí)/計(jì)數(shù)功能,五個(gè)獨(dú)立的捕獲/比較 通道。8、
18、定時(shí)器 3 和定時(shí)器 q4 是兩個(gè) 8 位定時(shí)器。每個(gè)定時(shí)器有兩個(gè)獨(dú)立的比較通道,每個(gè)通道 上使用一個(gè)I/O 引腳。10、睡眠定時(shí)器用于設(shè)置系統(tǒng)進(jìn)入和退出低功耗睡眠模式之間的周期。11、簡(jiǎn)述 CC2530de 增強(qiáng)型 8051 內(nèi)核與標(biāo)準(zhǔn)的 8051 微控制器相比有什么不同。答:CC2530 的“增強(qiáng)型 8051 內(nèi)核”與“標(biāo)準(zhǔn)的 8051 微控制器”相比,除了速度改進(jìn)之外, 使用時(shí)要注意以下兩點(diǎn):內(nèi)核代碼:CC2530 的“增強(qiáng)型 8051 ”內(nèi)核的“目標(biāo)代碼”兼容“標(biāo)準(zhǔn) 8051”內(nèi)核的“目標(biāo)代碼”,即 CC2530 的 8051 內(nèi)核的“目標(biāo)代碼”可以使用“標(biāo)準(zhǔn) 8051 ” 的編譯器或
19、匯編器進(jìn)行編譯。微控制器:由于 CC2530 的“增強(qiáng)型 8051 ”內(nèi)核使用了不同于“標(biāo)準(zhǔn) 8051 ”的指令時(shí)鐘,因 此“增強(qiáng)型 8051 ”在編譯時(shí)與“標(biāo)準(zhǔn) 8051 ”代碼編譯時(shí)略有不同,例如“標(biāo)準(zhǔn) 8051”的微控制器包含的“外設(shè)單元寄存器”的指令代碼在CC2530 的“增強(qiáng)型 8051 ”不能正確運(yùn)行。12、 CC2530 芯片特征:高性能、低功耗的8051 微控制器內(nèi)核。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容極高的接收靈敏度和抗干擾性。32KB/64KB/128KB/256KB 閃存。8KB SRAM 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(jiǎn)單應(yīng)用系統(tǒng)
20、。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。低功耗,主動(dòng)模式 RX(CPU 空閑);主動(dòng)模式 TX(CPU 空閑);供電模式 1(4us 喚醒);供電 模式 2 (睡眠定時(shí)器運(yùn)行);供電模式 3(外部中斷);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USART1 個(gè)通用的 16 位定時(shí)器和 2 個(gè) 8 位定時(shí)器,1 個(gè) IEEE802.15.4 MAC 定時(shí)器。21 個(gè)通用 I/O 引腳。13
21、、14、 CC2530 內(nèi)部模塊大致分為三種類型:CPU 和內(nèi)存相關(guān)的模塊;夕卜設(shè)、時(shí)鐘和電源管理模 塊;射頻相關(guān)模塊。CPU 和內(nèi)存相關(guān)的模塊: CC2530CPU 存儲(chǔ)器以及映射(CC2530 的物理存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)空間、 映射和存儲(chǔ)器仲裁)。14、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?執(zhí)行 FLASH 或 SRAM 中的代碼。映射的兩種形式:COD 存儲(chǔ)器映射(功能:一是將FLASH 映射至 CODE?儲(chǔ)空間;二是執(zhí)行來自 SRAM 勺代碼(將 SRAM 映射至 CODE儲(chǔ)空間);XDATA 存儲(chǔ)器映射。15、 首先要
22、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 bank0bank7。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容通過操作寄存器 FMAP.MAP2 0來控制將哪個(gè)編號(hào)的 bank 映射到 COD 匣域。16、17、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。1819、 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
23、 之間發(fā)生沖突時(shí),“存儲(chǔ)器仲裁”停止 CPU 或 DMA 的總線。20、21、 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.MEMCTF 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。22、23、 CC2530 軟件開發(fā)平臺(tái)使用 IAR; IAR 對(duì) CC2530 編程操作提供了良好的C 語言支持;CC2530 編程包括頭文件、運(yùn)行庫以及中斷編程等。24、25、 CC2530 的 CPU 寄存器與標(biāo)準(zhǔn)的 8051 的 CPU 寄存器相同,都包括 8 組寄存器 R0R7 程 序狀態(tài)字 PSW 累加器 ACC B 寄存器和堆棧指針 SP 等。CC2530 的 CPU
24、 旨令與標(biāo)準(zhǔn)的 8051 的指令集相同。26、27、CC2530 的中斷系統(tǒng)是為了讓 CPU 對(duì)內(nèi)部或外部的突發(fā)事件及時(shí)地作出響應(yīng),并執(zhí)行相 應(yīng)的中斷程序。中斷由中斷源引起, 中斷源由相應(yīng)的寄存器來控制。當(dāng)需要使用中斷時(shí),需 配置相應(yīng)的中斷寄存器來開啟中斷, 當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)將跳入中斷服務(wù)函數(shù)中執(zhí)行此中斷所需要 處理的事件。2&29、CC2530 有 18 個(gè)中斷源,每個(gè)中斷源都可以產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,中斷請(qǐng)求可以通過設(shè)置中斷 使能 SFR寄存器的中斷使能位 IEN0、IEN1 或 IEN2 使能或禁止中斷。30、31、 中斷優(yōu)先級(jí)將決定中斷響應(yīng)的先后順序,在CC2530 中分為六個(gè)中斷優(yōu)先組,
25、即IPG0IPG5,每一組中斷優(yōu)先組中有三個(gè)中斷源。中斷優(yōu)先組的優(yōu)先級(jí)設(shè)定由寄存器IP0和 IP1 來設(shè)置。CC2530 的優(yōu)先級(jí)有 4 級(jí),即 03 級(jí),其中 0 級(jí)的優(yōu)先級(jí)最低,3 級(jí)的優(yōu)先級(jí) 最高。如果同時(shí)收到相同優(yōu)先級(jí)或同一優(yōu)先級(jí)組中的中斷請(qǐng)求時(shí),將采用輪流檢測(cè)順序來判斷中斷優(yōu)先級(jí)別的響應(yīng)。32、33、 中斷處理過程 :中斷發(fā)生時(shí),CC2530 硬件自動(dòng)完成以下處理:中斷申請(qǐng):中斷源向 CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)(中斷申請(qǐng)一般需要在程序初始化中配置相應(yīng)的中斷寄存器開啟中斷);中斷響應(yīng):CPU 檢測(cè)中斷申請(qǐng),把主程序中斷的地址保存到堆棧,轉(zhuǎn)入中斷向量入口地址;中斷處理:按照中斷向量中設(shè)定好的
26、地址,轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序;中斷返回:中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后,CPU 執(zhí)行中斷返回指令,把堆棧中保存的數(shù)據(jù)從堆棧彈出,返回原來程序。34、35、 在中斷函數(shù)編寫中,當(dāng)程序進(jìn)入中斷服務(wù)程序之后,需要執(zhí)行以下幾個(gè)步驟:將對(duì)應(yīng)的中斷關(guān)掉(不是必須的,需要根據(jù)具體情況來處理);如果需要判斷具體的中斷源,則根據(jù)中斷標(biāo)志位進(jìn)行判斷 (例如所有 I/O 中斷共用 1 個(gè)中斷向量,需要通過中斷標(biāo)志區(qū)分是哪 個(gè)引腳引起頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容的中斷);清中斷標(biāo)志(不是必須的,CC2530 中中斷發(fā)生后由硬件自動(dòng)清中斷標(biāo)志位);處理中斷事件,此過程要盡可能的少耗時(shí);最后如果在第一步中關(guān)閉了相應(yīng)的中斷 源,需要在退出中斷
27、服務(wù)程序之前打開對(duì)應(yīng)的中斷。36、37、CC2530 包括 3 個(gè) 8 位輸入/輸出(I/O )端口,分別是 PO、P1 和 P2。其中 P0 和 P1 有 8個(gè)引腳,P2 有 5 個(gè)引腳,共 21 個(gè)數(shù)字 I/O 弓 I 腳,具有以下功能:通用 I/O ;外設(shè) I/O ;外 部中斷源輸入口;弱上拉輸入或推拉輸出。3&39、 在設(shè)置 I/O 口的中斷時(shí)必須要將其設(shè)置為輸入狀態(tài), 通過外部信號(hào)的上升或下降沿觸發(fā) 中斷。通用 I/O 的所有的外部中斷共用一個(gè)中斷向量,根據(jù)中斷標(biāo)志位來判斷是哪個(gè)引腳發(fā) 生中斷。40、41、 通用 I/O 中斷寄存器有三類:中斷使能寄存器、中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器和
28、中斷控制寄存器42、43、 中斷使能寄存器 lENx (其中 x 為 0, 1 , 2)。lENx 寄存器包括三個(gè)八位寄存器:IEN0、IEN1 和 IEN2。IENx 中斷主要是配置總中斷和P02 端口的使能 。(IEN1 .P0 IE : P0端口中斷使能。IEN2.P1 IE : P1 端口中斷使能。IEN2.P2 IE*: P2 端口中斷使能。)44、45、 中斷配置,為了使能任一中斷, 應(yīng)該采取以下步驟:設(shè)置需要發(fā)生中斷的 I/O 口為輸入 方式。清除中斷標(biāo)志,即將需要設(shè)置中斷的引腳所對(duì)應(yīng)的寄存器PxIFG 狀態(tài)標(biāo)志位置 0。設(shè)置具體的 I/O 引腳中斷使能,即設(shè)置中斷的引腳所對(duì)應(yīng)的
29、寄存器PxIEN 的中斷使能位為 1。設(shè)置 I/O 口的中斷觸發(fā)方式。設(shè)置寄存器 IEN1 和 IEN2 中對(duì)應(yīng)引腳的端口的中斷使能位為1。設(shè)置 IEN0 中的 EA 位為 1 使能全局中斷。編寫中斷服務(wù)程序。46、47、 整個(gè) P0 口可作為 ADC 使用,因此可以使用多達(dá) 8 個(gè) ADC 輸入引腳。此時(shí) P0 引腳必須配 置為ADC 輸入。APCFG存器(ADC 模擬外設(shè) I/O 配置寄存器)可以配置 P0 的某個(gè)引腳為一 個(gè) ADC 輸入,且相應(yīng)的位必須設(shè)置為 1。4&49、串口: USART0 和 USART1 均有兩種模式,分別是異步 UART 莫式或同步 SPI 模式,并且
30、 每種模式下所對(duì)應(yīng)的外設(shè)引腳有兩種,即外設(shè)位置1 和外設(shè)位置 2。P2SEL.PRI3P1 和P2SEL.PRI0P1 為端口 1 指派外設(shè)優(yōu)先順序,當(dāng)兩者都設(shè)置為 0 時(shí),USART0 優(yōu)先。50、51、 定時(shí)器 1 : PERCFG.T1CF 用于設(shè)置定時(shí)器 1 是使用外設(shè)位置 1 還是外設(shè)位置 2,定時(shí)器 1 的外設(shè)信息對(duì)應(yīng)如下 :0 :通道 0 捕獲/比較引腳。1:通道 1 捕獲/比較引腳;2:通道 2 捕獲/比較引腳;3 :通道 3頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容捕獲/比較引腳;4:通道 4 捕獲/比較引腳。52、53、定時(shí)器 3 : PERCFG.T3CF 用于設(shè)置定時(shí)器 3 是使用外設(shè)位置 1
31、還是外設(shè)位置 2。(0:通道 0 比較引腳;1:通道 1 比較引腳。)54、55、 CC2530 共有四個(gè)振蕩器,它們?yōu)橄到y(tǒng)時(shí)鐘提供時(shí)鐘源。(2MHz 外部晶振、16MHz 內(nèi)部 RC振蕩器、32KHz 外部晶振和 32KHz 內(nèi)部 RC 振蕩器。其中 32MHz 晶振和 16MHz 內(nèi)部 RC 振蕩 器是兩個(gè)高頻振蕩器;32KHz 晶振和 32KHz 內(nèi)部 RC 振蕩器是兩個(gè)低頻振蕩器 )56、57、CC2530 內(nèi)部有一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘和一個(gè)主時(shí)鐘。5859、 CC2530 的供電模式有五種:主動(dòng)模式、空閑模式、PM1 PM2 和 PM360、61、 CC2530 的復(fù)位源有 5 個(gè),這 5
32、 個(gè)復(fù)位源分別是:強(qiáng)制 RESET_N 俞入引腳為低電平復(fù)位, 這一復(fù)位經(jīng)常用于復(fù)位按鍵;上電復(fù)位,在設(shè)備上電期間提供正確的初始化值。布朗輸出復(fù)位,只能運(yùn)行在 1.8V 數(shù)字電壓,此復(fù)位是通過布朗輸出探測(cè)器來進(jìn)行的。布朗 輸出探測(cè)器在電壓變化期間檢測(cè)到的電壓低于布朗輸出探測(cè)器所規(guī)定的最低電壓電壓時(shí),導(dǎo)致復(fù)位;看門狗定時(shí)復(fù)位, 當(dāng)使能看門狗定時(shí)器,且定時(shí)器溢出時(shí)產(chǎn)生復(fù)位;時(shí)鐘丟失復(fù)位,此復(fù)位條件是通過時(shí)鐘丟失探測(cè)器來進(jìn)行的。時(shí)鐘丟失探測(cè)器用于檢測(cè)時(shí)鐘源,當(dāng)時(shí)鐘源損壞時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)使能時(shí)鐘丟失探測(cè)器,導(dǎo)致復(fù)位。62、63、 CC2530 在復(fù)位之后初始狀態(tài)如下 :I/O 引腳配置為帶上拉的輸入; C
33、PU 程序計(jì)數(shù)器在 0 x0000,并且程序從這個(gè)地址開始; 所有外設(shè)寄存器初始化為各自復(fù)位值; 看門狗定時(shí)器禁 用;時(shí)鐘丟失探測(cè)器禁用。64、65、USART(和 USART1 是串行通信接口,兩個(gè) USART 具有同樣的功能,可以分別運(yùn)行于異步 UART模式和同步 SPI 模式。66、67、異步 UART 模式:UART 模式提供異步串行接口,在UART 模式中,有 2 種接口選擇方式:2 線接口和 4 線接口。(2 線接口,即使用 RXD TXD。4 線接口,即使用引腳 RXD TXD RTS 和 CTS6&69、 UART 模式的操作具有以下特點(diǎn):8 位或者 9 位負(fù)載數(shù)據(jù)。奇
34、校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或者無奇偶校 驗(yàn)。配置起始位和停止位。配置LSB(最低有效位)或者 MSB(最高有效位)首先傳送。獨(dú) 立收發(fā)中斷。獨(dú)立收發(fā) DMA 觸發(fā)。奇偶校驗(yàn)和幀校驗(yàn)出錯(cuò)狀態(tài)。70、71、串口初始化:選擇工作時(shí)鐘。選擇串口外設(shè)備用位置。初始化I/O 口。設(shè)置波特率。72、73、SPI 模式:在 SPI 模式中,USART!過 3 線接口或者 4 線接口與外部系統(tǒng)通信。接口包 含引腳 MOSIMISO SCK 和 SS_N 當(dāng) UxCSR.MOD 設(shè)置為 0 時(shí),選中 SPI 模式。SPI 模式包 含下列特征:3 線或者 4線 SPI 接口。主和從模式??膳渲玫?SCK 極性和相位??膳渲玫?L
35、SB 或 MSB 傳送。74、頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容75、每個(gè) USART 都有兩個(gè)中斷:RX 完成中斷和 TX 完成中斷。76、77、 DMA CC2530 內(nèi)置一個(gè)存儲(chǔ)器直接存取(DMA 控制器。該控制器可以用來減輕8051CPU內(nèi)核傳送數(shù)據(jù)時(shí)的負(fù)擔(dān),有效降低功耗。CPU 做初始化工作后,DMA 控制器就可以將數(shù)據(jù)從相關(guān)外設(shè)傳送到存儲(chǔ)器。CC2530 的 DMA 控制器協(xié)調(diào)所有的 DMA 專送,確保 DMA 青求和 CPU 訪問存儲(chǔ)器之間按照優(yōu)先 等級(jí)協(xié)調(diào)合理的進(jìn)行。DMA 控制器含有若干個(gè)可編程的 DMA 通道,用來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送,即 DMA控制器通過訪問整個(gè) XDATA 存
36、儲(chǔ)空間來進(jìn)行存儲(chǔ)器與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。7&79、使用 DMA 可以在 CPU 在休眠狀態(tài)下使外部設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù),從而降低各系統(tǒng)的能耗,因此 DMA 的操作能夠減輕 CPU 的負(fù)擔(dān)。DMA 控制器的主要特點(diǎn)如下:具有 5 個(gè)獨(dú)立的 DMA通道。具有 3 個(gè)可以配置的 DMA 通道優(yōu)先級(jí)。具有 31 個(gè)可以配置的傳送觸發(fā)事件。數(shù)據(jù)傳 輸?shù)脑吹刂泛湍繕?biāo)地址可獨(dú)立控制。具有單獨(dú)傳送、數(shù)據(jù)塊傳送和重復(fù)傳送 3 種數(shù)據(jù)傳送模式。數(shù)據(jù)傳輸長度可變。既可以工作在字模式,又可以工作在字節(jié)模式。80、81、DMA 有 5 個(gè)通道,即 DMA 通道 04。每個(gè) DMA 通道能夠從 DMA 存儲(chǔ)器空間的一
37、個(gè)位置傳送數(shù)據(jù)到另一個(gè)位置,比如從XDATA 的 XREG 到 RAM82、83、 DMA 配置參數(shù):源地址、目標(biāo)地址、傳送地址、可變長度設(shè)置、優(yōu)先級(jí)、DMA 優(yōu)先級(jí)、觸發(fā)事件、源地址和目標(biāo)增量、傳送模式、字節(jié)傳送或字傳送、中斷屏蔽、模式8 設(shè)置。84、85、 ADC CC2530 的 ADC 支持多達(dá) 14 位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換,具有多達(dá)12 位的有效數(shù)字位。它包括一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)換器,具有多達(dá) 8 個(gè)各自可配置的通道, 一個(gè)參考電壓發(fā)生器。 轉(zhuǎn)換結(jié)果通過 DMA 寫入存儲(chǔ)器。86、87、ADC 特征:可選的抽取率,設(shè)置了 712 位的分辨率。8 個(gè)獨(dú)立的輸入通道,可接收單端 或差分信號(hào)。參考電壓
38、可選為內(nèi)部單端、外部單端、外部差分或AVDD5 產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)的 DMA 觸發(fā)。溫度傳感器輸入。電池測(cè)量功能。8&89、 ADC 的輸入是通過端口 0 來實(shí)現(xiàn)的。輸入引腳 AIN0-AIN7 是連接到 ADC 的。ADC 輸入有 兩種配置:?jiǎn)味溯斎牒筒罘州斎搿TEST 寄存器 ADC 的轉(zhuǎn)換分為 ADC 序列轉(zhuǎn)換和 ADC 單個(gè)轉(zhuǎn)換。ADC 執(zhí)行一系列的轉(zhuǎn)換,并把 轉(zhuǎn)換結(jié)果通過 DMA 移動(dòng)到存儲(chǔ)器,不需要任何CPU 的干預(yù)90、91、 定時(shí)器:CC2530 有 4 個(gè)定時(shí)器:定時(shí)器 14,另外還有一個(gè)睡眠定時(shí)器,和定時(shí)器2 配合使用,可以使 CC2530 進(jìn)入低功耗模式。
39、92、頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容93、 定時(shí)器 1 是一個(gè)獨(dú)立的 16 位定時(shí)器,支持典型的定時(shí) /計(jì)數(shù)功能,有 5 個(gè)獨(dú)立的捕獲/ 比較通道。每個(gè)通道使用一個(gè)I/O 引腳。定時(shí)器 1 的功能:5 個(gè)捕獲/比較通道。上升沿、下降沿或任何邊沿的輸入捕獲。設(shè)置、清除或切換輸出比較。自由運(yùn)行、模計(jì)數(shù)或正計(jì)數(shù)/倒計(jì)數(shù)操作??杀?1, 8, 32 或 128 整除的時(shí)鐘分頻器。在每個(gè)捕獲/比較和最終計(jì)數(shù)上生成中斷請(qǐng)求。DMA 蟲發(fā)功能。94、95、 時(shí)器 2 主要用于為 IEEE802.15.4 CSAM/CA 算法提供定時(shí),并且為IEEE802.15.4 MAC層提供一般的計(jì)時(shí)功能。當(dāng)定時(shí)器 2 和睡眠定時(shí)器一
40、起使用時(shí),即使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式也 會(huì)提供定時(shí)功能,此時(shí)時(shí)鐘速度必須設(shè)置為32MHz 并且必須使用一個(gè)外部32KHz XOSC 獲得精確結(jié)果。定時(shí)器 2 的主要特征如下:16 位定時(shí)器正計(jì)數(shù)提供的符號(hào) /幀周期??勺冎芷诳删_到 31.25nso2*16 位定時(shí)器比較功能。24 位溢出計(jì)數(shù)。2*24 位溢出計(jì)數(shù)比較功能。幀開始界定符(英文簡(jiǎn)稱 SFD 捕捉功能,即在無線模塊的幀開始界定符的狀態(tài)變高時(shí)捕獲。定時(shí)器啟動(dòng)/停止同步于外部 32KHz 時(shí)鐘, 并且由睡眠定時(shí)器提供定時(shí)。 比較和溢出產(chǎn)生中 斷。 具有 DMA觸發(fā)功能。通過引入延遲可調(diào)整定時(shí)器值。96、97、 定時(shí)器 3 和定時(shí)器 4 是
41、是兩個(gè) 8 位定時(shí)器,每個(gè)定時(shí)器有兩個(gè)獨(dú)立的比較通道。 每個(gè)通 道上使用一個(gè) I/O 引腳。定時(shí)器 3 和定時(shí)器 4 的特征如下:兩個(gè)捕獲/比較通道。設(shè)置、清 除或切換輸出比較。時(shí)鐘分頻器,可以被 1 , 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 整除。在每次捕獲/比較和最終計(jì)數(shù)時(shí)間發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。DMA 觸發(fā)功能。9&99、 計(jì)數(shù)器有三種操作模式:自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器、模計(jì)數(shù)器或正計(jì)數(shù)/倒計(jì)數(shù)運(yùn)行。通過兩個(gè)8 位的 SFR 讀取 16 位的計(jì)數(shù)器值:T1CNTH 和 T1CNTL 分別包含高位字節(jié)和低位字節(jié)。100、101、睡眠定時(shí)器用于設(shè)置系統(tǒng)進(jìn)入和退出低功耗休眠模式之間的周
42、期。睡眠定時(shí)器還用于當(dāng)進(jìn)入低功耗模式時(shí),維持定時(shí)器 2 的定時(shí)。睡眠定時(shí)器的主要功能如下: 24 位的正計(jì)數(shù) 定時(shí)器,運(yùn)行在 32KHz 的時(shí)鐘頻率。24 位的比較器,具有中斷和 DMA 觸發(fā)功能。24 位捕獲。102、103、 定時(shí)器 2 包括一個(gè) 16 位定時(shí)器,在每個(gè)時(shí)鐘周期遞增。計(jì)數(shù)器值可從寄存器 T2M1:T2M0 中讀,當(dāng)讀 T2M0 寄存器時(shí),T2M1 的內(nèi)容是鎖定的。因此必須總是首先讀T2M0104、105、 定時(shí)器 2 中斷:六個(gè)中斷源;定時(shí)器溢出。定時(shí)器比較1。定時(shí)器比較 2。溢出計(jì)數(shù)溢 出。溢出計(jì)數(shù)比較 1。溢出計(jì)數(shù)比較 2o106、107、定時(shí)器 3 有 4 種操作模式
43、:自由運(yùn)行模式。倒計(jì)數(shù)模式。模計(jì)數(shù)器模式。正/倒計(jì)數(shù)模式。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容第五章第六章無線射頻與MAC層1、 RF 內(nèi)核控制無線電模塊,在MCI 和無線電之間提供一個(gè)接口,可以發(fā)出命令、讀取狀態(tài) 和自動(dòng)對(duì)無線電事件排序。2、可以通過 SFR寄存器 RFD訪問 TXFIFO和 RXFIFQ當(dāng)寫入 RFD寄存器時(shí), 數(shù)據(jù)被寫入 TXFIFO; 當(dāng)讀取 RFD 寄存器時(shí),數(shù)據(jù)從 RXFIFO 中讀出。3、CC2530 數(shù)據(jù)幀的基本結(jié)構(gòu)由三部分構(gòu)成:同步頭、需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及幀尾。6、簡(jiǎn)述 RF 內(nèi)核各部分的功能。答:RF 內(nèi)核控制無線射頻模塊,并且在MCU 和無線電之間提供一個(gè)接口,可以發(fā)出命令,讀
44、取狀態(tài)和自動(dòng)對(duì)無線電事件排序。RF 內(nèi)核包括以下幾部分:無線電控制狀態(tài)模塊(FSM、調(diào)制器,解調(diào)器、幀過濾和源匹配、頻率合成器(FS)、命令選通處理器,定時(shí)器 2 ( MAC定時(shí)器)。1)FSM 模塊的主要功能包括控制RF 收發(fā)器的狀態(tài)、發(fā)送和接收FIFO,以及大部分動(dòng)態(tài)受控的模擬信號(hào),比如模擬模塊的上電 /掉電3)解調(diào)器:負(fù)責(zé)從收到的信號(hào)中檢索無線數(shù)據(jù)。解調(diào)器的振幅信息由自動(dòng)增益控制使用,自動(dòng)增益控制調(diào)整模擬 LAN 的增益,使接收器內(nèi)的信號(hào)水平大約是個(gè)常量。4) 幀過濾和源匹配:其功能是支持RF 內(nèi)核中的 FSM 模塊來執(zhí)行幀過濾和源地址匹配。5)頻率合成器:其功能是為 RF 信號(hào)產(chǎn)生載波
45、。6)命令選通處理器: 處理 CPU 所發(fā)出的命令。它包含一個(gè) 24 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器,可以自動(dòng) 執(zhí)行CSMA/CA 機(jī)制。7)無線電 RAM 為發(fā)送 TXFIFO 和接收 RXFIFO 分別分配 128 字節(jié)的 FIF0,為幀過濾和源匹配存儲(chǔ)參數(shù)保留 128 字節(jié)。8)定時(shí)器 2( MAG 定時(shí)器):用于為無線電事件計(jì)時(shí),以捕獲輸入數(shù)據(jù)包的時(shí)間戳,這一定 時(shí)器在睡眠模式下也保持計(jì)數(shù)。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容7、直接操作寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受的弊端。答:1)不能指定接收者,即一個(gè)接收設(shè)備可以接收任何一個(gè)發(fā)送者發(fā)來的數(shù)據(jù)。2)當(dāng)發(fā)送者比較多時(shí)會(huì)出現(xiàn)信道碰撞問題。3)不能建立個(gè)域網(wǎng)。8、CC2530
46、無線射頻的工作涉及到 CPU 兩個(gè)中斷向量:RFERF 中斷和 RF 中斷。9、 RFERF 中斷其功能是表示無線射頻的錯(cuò)誤情況,無線射頻內(nèi)核錯(cuò)誤表現(xiàn)為RF TX RFI0 下 溢或 RX FIFO 溢出,通過控制 SFR 寄存器的 IEN0.RFERRIE 位使能。并且在 TCON.RFERRIF 保存了RFERR 中斷標(biāo)志位(即是否發(fā)生中斷);RF 中斷其功能是數(shù)據(jù)發(fā)送和接收中斷。RF 中斷是上升沿觸發(fā)的,通過控制SFR 寄存器的IEN2.RFIE 位使能,并且在 S1CON.RFIF 保存了 RFIF 中斷標(biāo)志位。10、11、RF 內(nèi)核的兩個(gè)中斷源(RFERR 和 RF),是 RF 內(nèi)核
47、中若干中斷源的組合,其中每個(gè)單獨(dú) 的中斷源在 RF 內(nèi)核中有自己的中斷屏蔽寄存器(RF 中斷屏蔽寄存器 RFIRQM0 RF 中斷屏蔽寄存器 RFIRQM1 RF 錯(cuò)誤中斷屏蔽寄存器 RFERRM)和中斷標(biāo)志寄存器 (RFIRQF0 RFIRQF1 錯(cuò)誤中斷標(biāo)志寄存器 RFIERRF。12、13、 FIFO 訪問:CC2530 發(fā)送或接收數(shù)據(jù)是通過 FIFO 操作來進(jìn)行的。FIFO 訪問可以分為 TXFIFO 訪問和 RXFIFO 訪問,其操作都是通過 SFR 寄存器的 RFD 操作進(jìn)行。當(dāng)寫入 RFD 寄存 器時(shí),數(shù)據(jù)被寫入到 TXFIFO,當(dāng)讀取數(shù)據(jù) RFD 寄存器時(shí),數(shù)據(jù)從 RXFIFO
48、 中讀出。14、15、 RXFIFO 訪問:RXFIFO 存儲(chǔ)器區(qū)域位于地址 0 x6000 到 0 x607F,一共 128 字節(jié),在 XREG 存儲(chǔ)區(qū)域中是可以訪問的。 RXFIF O 可以保存一個(gè)或多個(gè)收到的幀, 只要總字節(jié)數(shù)不大于 128 字節(jié)。有兩種方式確定 RXFIFO 中的字節(jié)數(shù):讀 RFD 寄存器、讀 RXFIFOCNT 寄存器。16、17、CC2530 射頻的發(fā)送過程:發(fā)送器的控制、幀的處理。1819、 TX 控制:在幀處理和報(bào)告狀態(tài)下,無線電有許多內(nèi)置的功能,這些功能可精確控制輸出幀的時(shí)序。在設(shè)置 TX 和 RX 的過程中可以通過寄存器來設(shè)置,且必須在 TX 和 RX 中同
49、時(shí)設(shè)置。20、頁腳內(nèi)容頁眉內(nèi)容21、CC2530 數(shù)據(jù)幀的基本結(jié)構(gòu)如下:同步頭、需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、幀尾。22、23、需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù):1) LEN(幀長度域):幀長度域用于確定要發(fā)送多少個(gè)字節(jié)。2) MAC 幀:MAC 幀包括 MHR( MAC 幀頭)和 MAC 負(fù)載兩部分,是來自與 MAC 層的數(shù)據(jù)。3)當(dāng)發(fā)送了 SFD 調(diào)制器開始從 TXFIFO 讀數(shù)據(jù),首先讀幀長度域,然后是MHR( MAC 幀頭)和 MAC 負(fù)載。24、25、 數(shù)據(jù)幀的產(chǎn)生:1)CC2530 射頻部分產(chǎn)生并自動(dòng)傳輸物理層的同步頭,包括幀引導(dǎo)序列 和幀開始界定符(SFD。2) 通過射頻部分傳輸幀長度域和指定的字節(jié)數(shù),包括MA
50、C 幀頭和 MAC 負(fù)載。3) 通過操作寄存器計(jì)算并自動(dòng)傳輸幀尾(FSC。26、27、RX 控制:一般接收數(shù)據(jù)是通過接收中斷來處理的,在發(fā)送數(shù)據(jù)完成之后,首先要打開接收中斷,接收中斷是通過寄存器RFIRQM0 勺第 6 位 RXPKTDON 和 IEN2 寄存器的第 0 位來控制的。2&29、當(dāng) CC2530 的射頻模塊接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)執(zhí)行以下操作 射頻硬件部分檢測(cè)和移除收到的PHY 同步頭 (幀引導(dǎo)序列和 2)接收數(shù)據(jù)幀:通過操作寄存器接收幀長度域規(guī)定的字節(jié)數(shù),3) 幀過濾:通過操作寄存器可以實(shí)現(xiàn)幀過濾功能,拒絕接收目標(biāo)不明確的數(shù)據(jù)幀。4) 匹配源地址:包括多達(dá) 24 個(gè)短地址的表
51、,或 12 個(gè)擴(kuò)展 IEEE 地址。源地址存儲(chǔ)在無線電 RAM 中。5)自動(dòng) FCS 檢查:通過操作寄存器可以選擇把自動(dòng)檢查的結(jié)果和其它狀態(tài)值(RSSI、LQI和源匹配結(jié)果)填入接收到的幀中。6)具有正確時(shí)序的自動(dòng)確認(rèn)傳輸:可以通過操作寄存器且正確設(shè)置幀未決位,基于源地址 匹配和 FCS校驗(yàn)的結(jié)果。30、31、 CSMA/CA 選通處理器提供控制 CPU 和無線射頻模塊之間的通信。 CSMA/CA 選通處理器通 過SFR 寄存器 RFST 以及 XREG 寄存器和 CPU 通信。本書中采用 RFST 寄存器和 CPU 進(jìn)行通信。32、33、34、35、 DSSS 是直接用偽噪聲序列對(duì)載波進(jìn)行調(diào)
52、制,要傳送的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過信道編碼后,:1 )移除同步頭:由 CC2530SFD。(包括 MHF 和 MAC 負(fù)載)。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容進(jìn)行調(diào)制。36、37、 在接收機(jī)收到發(fā)射信號(hào)后, 首先通過解調(diào)以便能夠及時(shí)恢復(fù)出數(shù)據(jù)信息,完成整個(gè)直擴(kuò)通信系統(tǒng)的信號(hào)接收。3&39、 采用直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下:1)抗干擾能力強(qiáng),且具有強(qiáng)的抗多徑干擾能力。2)對(duì)其他電臺(tái)干擾小,抗截獲能力強(qiáng)。3)可以同頻工作。4)便于實(shí)現(xiàn)多址通信。40、41、同步頭包括幀引導(dǎo)序列和幀開始界定符。物理頭即幀長度域。物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU 即 MAC 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU,包括以下幾部分:MAC 頭、MAC載荷
53、以及幀尾。26、27、第六章第七章Zstack協(xié)議棧1、 Zstack 協(xié)議棧代碼文件夾包括HAL MAC NWK OSAL ZDO 和 APP 以及配置文件等。2、HAL 層是硬件驅(qū)動(dòng)層,提供定時(shí)器、 I/O 口、UART 以及 ADC 等 API 接口。2、Zstack 的 NWK 層負(fù)責(zé)的功能有:節(jié)點(diǎn)地址類型的分配、協(xié)議棧模板、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng) 絡(luò)地址的分配的選擇等。3、 Tools 文件為工程設(shè)置文件目錄,比如信道、PANID 設(shè)備類型的設(shè)置。4、 Profile 對(duì)應(yīng) Zigbee 軟件架構(gòu)中的應(yīng)用程序框架AF 層。頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容5、ZDO(The Zigbee Device Ob
54、jects,即 Zigbee 設(shè)備對(duì)象)層提供了 Zigbee 設(shè)備管理功能,包括:網(wǎng)絡(luò)建立,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、加入網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用端點(diǎn)的綁定和安全管理服務(wù)。6、 Zstack 協(xié)議棧依靠協(xié)議棧內(nèi)部的OS (艮卩 OSAL 才能運(yùn)行起來,OSAL 提供以下服務(wù)和管 理:信息管理、任務(wù)同步、時(shí)間管理、中斷管理、任務(wù)管理、內(nèi)存管理、電源管理以及非易 失存儲(chǔ)管理。7、APP 層為 Zstack 協(xié)議棧的應(yīng)用層,是面向用戶開發(fā)的。在這一層用戶可以根據(jù)自己的需求建立所需要的項(xiàng)目,添加用戶任務(wù),并通過調(diào)用API 函數(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目所需要的功能。8、簡(jiǎn)述端點(diǎn)的主要作用。答:端點(diǎn)的主要作用可以總結(jié)為以下兩個(gè)方面:1)數(shù)據(jù)的發(fā)送和
55、接收:當(dāng)一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),必須指定發(fā)送目的節(jié)點(diǎn)的長地址或短地址以及端點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收,并且發(fā)送方和接收方所使用的端點(diǎn)號(hào)必須一致。2)3)綁定:如果設(shè)備之間需要綁定,那么在 Zigbee 的網(wǎng)絡(luò)層必須注冊(cè)一個(gè)或者多個(gè)端點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以及綁定表的建立。9、10、 在 Zigbee 協(xié)議中每個(gè)設(shè)備都被看作一個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有物理地址(長地址)和網(wǎng) 絡(luò)地址(短地址),長地址或短地址用來作為其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的目的地址。另外每一個(gè)節(jié) 點(diǎn)都有 241 個(gè)端點(diǎn),其中端點(diǎn) 0 預(yù)留,端點(diǎn) 1-240 被應(yīng)用層分配,每個(gè)端點(diǎn)是可尋址的。11、12、 Zstack 協(xié)議棧符合 Zigbee 協(xié)
56、議結(jié)構(gòu),由物理層、MAC!、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。13、14、15、16、 Zigbee 聯(lián)盟將應(yīng)用層又詳細(xì)劃分為應(yīng)用支持子層、應(yīng)用設(shè)備框架以及 Zigbee 設(shè)備對(duì)象 等。17、18、 Zigbee 協(xié)議棧結(jié)構(gòu),包括物理層、MAC 層、NW(網(wǎng)絡(luò)層)、APL(應(yīng)用層)、應(yīng)用支持子 層APS 應(yīng)用程序框架 AF、設(shè)備對(duì)象 ZDC 層。1) 物理層內(nèi)容:物理層定義了物理無線信道和MAC 子層之間的接口,提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù) 單元(PD-SAP 和物理層管理服務(wù)(MLME-SAP。2)MAC(介質(zhì)接入控制子層):MAC 層負(fù)責(zé)處理所有物理無線信道的訪問,并產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、同步信號(hào);支持 PAN 連接和分
57、離,提供兩個(gè)對(duì)等的MAC 實(shí)體之間可靠鏈路。3)NW(網(wǎng)絡(luò)層):網(wǎng)絡(luò)層是 Zigbee 協(xié)議棧的核心部分,網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)加入或者離開 網(wǎng)絡(luò)、接收或拋棄其它節(jié)點(diǎn)、路由查找及維護(hù)等功能。4) APL(應(yīng)用層):Zigbee 應(yīng)用層包括應(yīng)用支持子層 APS 應(yīng)用程序框架 AF、Zigbee 設(shè)備對(duì) 象 ZDO頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容等。5) 應(yīng)用支持子層 APS: APS 層在 NWK 層和 APL 層之間,提供 APSDE-SA 刑 APSME-SA 兩個(gè)接 口,兩個(gè)接口的主要功能如下:6) APSDE-SAP 提供在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或者更多的應(yīng)用實(shí)體之間(即端點(diǎn))的數(shù)據(jù)通信。7) APSME-SA
58、 提供多種服務(wù)給應(yīng)用對(duì)象ZDO 這些服務(wù)包括安全服務(wù)和綁定設(shè)備服務(wù),并維護(hù)管理對(duì)象的數(shù)據(jù)庫(即AIB )。8) 應(yīng)用程序框架 AF:運(yùn)行在 Zigbee 協(xié)議棧上的應(yīng)用程序?qū)嶋H是廠商自定義的應(yīng)用對(duì)象, 并且遵循規(guī)范(Profile )運(yùn)行在端點(diǎn) 1240 上。9) 設(shè)備對(duì)象層 ZDO 遠(yuǎn)程設(shè)備通過 ZDO 請(qǐng)求描述信息,接收到這些請(qǐng)求時(shí),ZDO會(huì)調(diào)用配置 對(duì)象獲取相應(yīng)的描述符值。ZDO 通過 APSME-SA 接口提供綁定服務(wù)。19、20、 Zstack 協(xié)議棧部分層的功能:APP 為應(yīng)用層目錄,用戶可以根據(jù)需求添加自己的任務(wù)。 這個(gè)目錄中包含了應(yīng)用層和這個(gè)項(xiàng)目的主要內(nèi)容,在協(xié)議棧里面一般是以
59、操作任務(wù)實(shí)現(xiàn)的。HAL 硬件驅(qū)動(dòng)層,包括硬件相關(guān)的配置、驅(qū)動(dòng)以及操作函數(shù)。OSAL 協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。Profile : AF 層目錄,包含 AF 層處理函數(shù)。Securit y& Services :安全服務(wù)層目錄,安全層和服務(wù)層處理函數(shù),比如加密。Tools :工程配置目錄,包括空間劃分及ZStack 相關(guān)配置信息。ZDO ZDO 設(shè)備對(duì)象目錄。ZMac MACH目錄,包括 MAC!參數(shù)及 MAC 層的 LIB 庫函數(shù)回調(diào)處理函數(shù)。Zmai n:主函數(shù)目錄,包括入口函數(shù)及硬件配置文件。Output :輸出文件目錄,由 IAR 自動(dòng)生成。15、16、 Zstack 協(xié)議棧是一個(gè)半開源
60、的協(xié)議棧,其中MAC 層和 ZMAC 層的源碼沒有全部開源。17、18、 Zigbee 的 HAL 層提供了開發(fā)板所有硬件設(shè)備(例如 LED LCD KEY UART 等)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)及接口。 HAL 文件夾為硬件平臺(tái)的抽象層,包含commo n (目錄下包含有 hal_assert.c和 hal_dirvers.c兩個(gè)文件。其中 hal_assert.c 是聲明文件,用于調(diào)試。 hal_dirvers.c是驅(qū)動(dòng)文件)、include (各個(gè)硬件模塊的頭文件,主要內(nèi)容是與硬件相關(guān)的常量定義以及頁眉內(nèi)容頁腳內(nèi)容函數(shù)聲明)和 target (Config、Drivers、Includes )三個(gè)文件夾19、20、 hal_drivers.c : hal_drivers.c文件中
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