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認(rèn)證信息

認(rèn)證類型：個人認(rèn)證

認(rèn)證主體：趙**（實(shí)名認(rèn)證）

IP屬地：天津

IP屬地：天津 上傳時(shí)間：2022-02-23 格式：DOC 頁數(shù)：10 大?。?09.50KB 積分：22 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、課程名稱：Zigbee技術(shù)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：LED燈閃爍實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師：專業(yè)班級：姓名：學(xué)號：成績：1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 學(xué)習(xí)單片機(jī) IO口配置與驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)指示燈LED1閃爍，頻率為 1Hz；（2） 通過模塊化編程，養(yǎng)成良好編程習(xí)慣。2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備（1） CC2530核心板一塊；（2） 傳感器底板一個；（3） 仿真器一個；（4） 方口 USB線一根；3. 實(shí)驗(yàn)原理3.1 硬件設(shè)計(jì)原理本實(shí)驗(yàn)的原理如圖 1-1 所示。其中， LED1和 LED3都串聯(lián)一個 R273和 R275限流電阻，然后連接到CC2530的 P1口的 P1_1和 P1_0管腳上。當(dāng)P1_1為低電平時(shí)， LED1上有電流流過， LE

2、D1被點(diǎn)亮，反之熄滅。圖 1-1 LED 燈原理圖限流電阻 R的計(jì)算：圖中 R273和R275限流電阻，其計(jì)算公式如下：R(UUF)ID(1-1)式中， U為電路供電電壓， UF為LED正向壓降， ID為LED的工作電流。對于普通 LED發(fā)光二極管，其正向壓降：黃色為 1.4V 、紅色為 1.6V、藍(lán) / 白色為 2.5V；點(diǎn)亮工作電流為 3-20mA。由圖 1-1 可知，電路供電電壓為 U=3.3V，LED1選擇為黃色發(fā)光二極管（壓降是 1.4V ），帶入 (1-1) 式可得 R的取值范圍是 95-633 ，電阻只要在此范圍內(nèi)即可，一般選擇了 470的常用電阻。從圖 1-1 可以看出，如果要

3、讓 LED1發(fā)光，需要設(shè)置 CC2530對應(yīng)的 I/O 口將 LED電平拉低。本實(shí)驗(yàn)我們只點(diǎn)亮 LED1指示燈，所以只要設(shè)置 LED1為低電平即可， 所以只要我們知道 LED1與CC2530哪個管腳相連就可以進(jìn)行編程。隨著這個思路我們在原理圖中找到LED1與 CC2530芯片的 P1_1管腳連接，將 P1_1管腳拉低 LED1即被點(diǎn)亮。3.2 程序設(shè)計(jì)原理（1）主程序分析本實(shí)驗(yàn)的程序流程如圖 1-2 所示，其重點(diǎn) IO 口的配置。如果以 1Hz 的頻率點(diǎn)亮 LED1閃爍，則需要配置 P1_1為輸出，然后在 P1_1輸出 1Hz的脈沖信號。開始初始化 I/O 口打開 LED1延時(shí) 500ms關(guān)閉

4、 LED1延時(shí) 500ms圖 1-2 程序邏輯流程圖（2）IO 端口配置P1 口通過特殊功能寄存器P1SEL（P1 口功能選擇寄存器） 和 P1DIR（P1 口方向寄存器） 進(jìn)行配置，其定義如下。P1SEL（P1 功能選擇寄存器， P0SEL同理）：位號碼名稱復(fù)位R/W描述7:0SELP1_7:00x00R/WP1.7 到 P0.0 功能選擇0：通用 I/O1： 外設(shè)功能P1DIR（P1 方向寄存器， P0DIR同理）：位號碼名稱復(fù)位R/W描述7:0SELP1_7:00x00R/WP1.7 到 P1.0 的 I/O 方向0： 輸入1： 輸出特殊功能寄存器的配置方法： 通過位操作實(shí)現(xiàn)對特殊功能寄

5、存器的配置。 【例如，如果需要對 P1SEL的第 3位設(shè)置為 1，則可用 P1SEL |= 0x08 (二進(jìn)制表示為： 0000 1000 ) 來實(shí)現(xiàn)；如果需要對 P1SEL的第 3位設(shè)置為 0，則可用 P1SEL &= 0xF7來實(shí)現(xiàn)。】（3）延時(shí)子程序設(shè)計(jì)延時(shí)函數(shù)原型如下，在16M Hz主時(shí)鐘頻率下，參數(shù)time的值表示延時(shí)了多少ms。（本例使用的cc2530單片機(jī)上電默認(rèn)使用內(nèi)部void Delay_ms( unsignedRC振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)主時(shí)鐘，內(nèi)部主時(shí)鐘 int time )RC振蕩器頻率為16M Hz）unsignedinti ,j;for ( i =0;i<tim

6、e ;ifor ( j =0;j<500;+)j+);以上 C語言代碼由IAR編譯生成的匯編代碼如圖1-3 所示。結(jié)合 C語言的延時(shí)函數(shù)和從匯編指令我們可以看到寄存器R0/R1保存變量j的值， R2/R3保存參數(shù)time 的值， R4/R5保存變量 i 的值。根據(jù) cc2530數(shù)據(jù)手冊和用戶指南上對 8051內(nèi)核的介紹， cc2530內(nèi)核為兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051的單周期內(nèi)核，大多數(shù)單字節(jié)指令在一個機(jī)器周期內(nèi)都能執(zhí)行完成。下面我們結(jié)合圖 1-3 中的匯編指令詳細(xì)分析一下延時(shí)時(shí)間的具體計(jì)算方法。此處我們忽略入棧代碼段的時(shí)間消耗。地址 00006B-00006F：將參與比較計(jì)算的寄存器R4/R5清

7、零，然后跳轉(zhuǎn)至 00008A執(zhí)行。地址 00008A-00008F：R4/R5(變量 i) 與R2/R3(參數(shù) time) 進(jìn)行減法運(yùn)算，如果兩次都沒沒有產(chǎn)生借位，即 CY=0。則說明 R4/R5累加到了 time 指定的次數(shù)，程序執(zhí)行到“ JNC 0x0097 ”PC指針將調(diào)轉(zhuǎn)到地址 000097跳出延時(shí)循環(huán)，否則循序向下執(zhí)行。地址 000091-000095：對 R0/R1清零，將 PC指針跳轉(zhuǎn)到地址 000079執(zhí)行。地址 00079-000080：清除借位寄存器值后將R0/R1與字面量 500進(jìn)行減法運(yùn)算，然后判斷借位寄存器 CY的值，如果 CY=0則循序執(zhí)行地址 000082處指令，

8、否則 PC指針跳轉(zhuǎn)到地址 000071處執(zhí)行。地址 000071-000078：將 R0/R1中保存的變量做自加 1操作。地址 000082-000089：將 R4/R5中保存的變量做自加 1操作。圖 1-3延時(shí)函數(shù)匯編代碼由以上分析可知，地址 000091-000095，000071-000080段是 C語言代碼 for ( j =0; j <500; j +) 的匯編指令。每次循環(huán)，地址 00091-000095段指令執(zhí)行 1次，地址 000071-000080段指令執(zhí)行 500次。查詢 80C51匯編指令集得到一次 for ( j =0; j <500; j +) 循環(huán) CC

9、2530需要執(zhí)行（ 6+13*500）個指令周期。在上文中我們查詢 CC2530數(shù)據(jù)手冊和用戶手冊得知 CC2530處理大多數(shù)單字節(jié)指令只需要一個機(jī)器周期。假設(shè)所有指令都在一個機(jī)器周期內(nèi)執(zhí)行完成。 CC2530執(zhí)行一次 for ( j =0; j <500; j +) 循環(huán)最少需要（6+13*500）個機(jī)器周期。單片機(jī)一個機(jī)器周期等于一個時(shí)鐘周期， CC2530一個時(shí)鐘周期為 1/16M，所以該次循環(huán)最少用時(shí)約 400us。假設(shè)雙字節(jié)指令需要的機(jī)器周期與標(biāo)準(zhǔn) 8051相同。CC2530執(zhí)行一次 for ( j =0; j <500; j +) 循環(huán)最多需要 6*12+9*500+3

10、*12*500 個機(jī)器周期。同理該次循環(huán)最多用時(shí)約 1400us。由于 TI 沒有開源 CC2530對匯編的取址和譯碼操作。 所以這里我們不能明確 CC2530指令每一個匯編指令的用時(shí)。 只能粗略估算。 上述代碼中循環(huán)的 500次是一個經(jīng)驗(yàn)值， 也可以借助示波器將 1ms的延時(shí)次數(shù)計(jì)算出來。4. 實(shí)驗(yàn)步驟步驟一：編寫 LED燈閃爍程序，編譯無誤。步驟二：將 CC2530模塊（ CC2530核心板與傳感器底板，以后簡稱CC2530模塊）與仿真器連接，仿真器用 USB連接線與電腦進(jìn)行連接。步驟三： 點(diǎn)擊 IAR軟件中的 Download and Debug按鈕進(jìn)行編譯下載。步驟四： 然后單擊調(diào)試工

11、具欄中的 GO 按鈕。步驟五： 此時(shí) LED1指示燈閃爍，則成功；否則返回步驟一，直至調(diào)試成功。5. 實(shí)驗(yàn)部分參考代碼main函數(shù)文件：/* fnmain* brief The main function.* param None* return None*/voidmain( void)/* LED1初始化 */Led1_Init();while( 1)/*開 LED1 */LED1_ON();/*延時(shí)約 500ms */Delay_ms( 500 );/*關(guān) LED1 */LED1_OFF();/*延時(shí)約 500ms */Delay_ms( 500 );led 頭文件：#ifndef_LE

12、D_H#define_LED_H#include <ioCC2530.h>#define LED1 P1_1/*宏定義開 LED1 */#define LED1_ON() LED1 = 0/*宏定義關(guān) LED1 */#define LED1_OFF() LED1 = 1/*函數(shù)聲明部分*/externvoidLed1_Init( void);externvoidDelay ( unsignedint time );#endif/ _LED_HLed燈控制文件：#include <ioCC2530.h>#include "led.h"/* fnLed1

13、_Init* briefLED1 initialization.* param None* return None*/voidLed1_Init( void)/*配置寄存器將P1_1 配置成普通I/O口 */P1SEL&= 0x02 ;/*配置寄存器將P1_1配置成輸出模式*/P1DIR|=0x02 ;LED1=1 ;/* fnDelay_ms* briefThis is a delay function.* param(in)time - Delay time* return None*/voidDelay_ms( unsignedinttime)unsignedinti,j;for

14、( i = 0;i<time;i+)for( j = 0 ;j< 500 ;j+);6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果LED1指示燈閃爍一次，頻率是1Hz。7. 附錄：時(shí)鐘周期知識擴(kuò)展8051 CPU 簡介增強(qiáng)型 8051 內(nèi)核使用標(biāo)準(zhǔn)的8051 指令集。因?yàn)橐韵略蛑噶顖?zhí)行比標(biāo)準(zhǔn)的8051 更快：每個指令周期是一個時(shí)鐘，而標(biāo)準(zhǔn)的8051 每個指令周期是12個時(shí)鐘。消除了總線狀態(tài)的浪費(fèi)。因?yàn)橐粋€指令周期與可能的內(nèi)存存取是一致的，大多數(shù)單字節(jié)指令在一個時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行。除了速度提高之外，增強(qiáng)型 8051 內(nèi)核還包括結(jié)構(gòu)上的改善：第二個數(shù)據(jù)指針一個擴(kuò)展的 18 源中斷單元8051 內(nèi)核的對象代碼兼容業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 8051 微控制器。 即對象代碼使用 8051 內(nèi)核上執(zhí)行的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 8051 編譯器或匯