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1、第1章 Zigbee概述1、Zigbee是一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于近距離無(wú)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(jiàn)的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列和CC253X系列。4、常見(jiàn)的Zigbee協(xié)議棧有非開(kāi)源(msstatePAN)協(xié)議棧、開(kāi)源(freakz)協(xié)議棧和半開(kāi)源(Zstack)協(xié)議棧。5、Zigbee軟件開(kāi)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(kāi)發(fā)平臺(tái)采用Altium Designer進(jìn)行設(shè)計(jì)。7、簡(jiǎn)述Zigbee的定義。答:Zig
2、bee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的雙向無(wú)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。( Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE802.15.4,但是IEEE802.15.4僅處理低級(jí)的MAC(媒體接入控制協(xié)議)層和物理層協(xié)議,Zigbee聯(lián)盟對(duì)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和應(yīng)用層進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。)8、 簡(jiǎn)述無(wú)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(lái)講:目前大多數(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層和MAC層都采用IEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.15.4描述了低速率無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)的物理層和媒體接入控制
3、協(xié)議(MAC層),屬于IEEE802.15.4工作組。而Zigbee技術(shù)是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線技術(shù)。從應(yīng)用上來(lái)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(guò)無(wú)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)傳感器之間的組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式、自組織和低功耗的特點(diǎn)。9、 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2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,其中物理層和MAC層由IEEE802.15
4、.4定義。2、Zigbee有三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別是星型、樹(shù)型和網(wǎng)狀型。3、物理層定義了物理無(wú)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)、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。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)
5、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。(MAC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(zhǎng)度與特定幀類型有關(guān);MAC幀尾是校驗(yàn)序列FCS)。8、 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 ;
6、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(kāi)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(kāi)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(wú)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)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(guò)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(guò)它加入到網(wǎng)絡(luò)中 。10、 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。其中物理層和MAC層由IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定
7、義,合稱IEEE802.15.4通信層;網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層由Zigbee聯(lián)盟定義。11、 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)。12、 數(shù)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
8、建新網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備請(qǐng)求加入或者離開(kāi)網(wǎng)絡(luò);允許Zigbee協(xié)調(diào)器或路由器請(qǐng)求設(shè)備離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)、尋址、路由發(fā)現(xiàn)等功能。13、 IEEE802.15.4規(guī)范滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模式,它定義了Zigbee的物理層和MAC層。14、 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層提供數(shù)據(jù)服務(wù)和為MAC層提供管理服務(wù)。15、 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)的獲取與設(shè)置。16、 MAC層負(fù)責(zé)無(wú)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(wèn)信道 ;P
9、AN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。17、 MAC層服務(wù)規(guī)范,MAC層包括MAC層管理服務(wù)(MLME)和數(shù)據(jù)服務(wù)(MCPS)。MAC管理服務(wù)可以提供調(diào)用MAC層管理功能的服務(wù)接口,同時(shí)還負(fù)責(zé)維護(hù)MAC PAN信息庫(kù);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)添加協(xié)議頭,從而實(shí)現(xiàn)MAC層幀數(shù)據(jù) 。18、 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(wèn)題。CSMA/CA提供兩種方式來(lái)對(duì)無(wú)線信道共享訪
10、問(wèn),其工作流程如下:送出數(shù)據(jù)前,監(jiān)聽(tīng)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(kāi)始傳送 。19、 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。20、 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(kāi)網(wǎng)絡(luò)、路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù) 。21、 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(guò)訪問(wèn)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(guò)訪問(wèn)服務(wù)接口NLME
11、-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(kù)。22、 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。23、 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。24、 Zigbee設(shè)備中應(yīng)用對(duì)象駐留的環(huán)境稱為應(yīng)用框架(Application Framework,英文簡(jiǎn)稱AF)。在應(yīng)用框架中,應(yīng)用程序可以通過(guò)APSDE-SAP發(fā)送、接收數(shù)據(jù),通過(guò)“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
12、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(yǔ) 。25、 每個(gè)Zigbee設(shè)備都與一個(gè)特定的模板有關(guān),這些模板定義了設(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(guò)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 。26、 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(kāi)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
13、一的 27、 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(guò)設(shè)備地址和端點(diǎn)地址來(lái)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(wú)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) 。28、 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 。29、 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(lái)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)
14、、網(wǎng)絡(luò)管理、綁定管理、安全管理、節(jié)點(diǎn)管理等功能。30、 Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備類型有三種:協(xié)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。第3章 Zigbee硬件設(shè)計(jì)1、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(guò)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
15、時(shí)需要注意的事項(xiàng)。答:1性價(jià)比高;2容易開(kāi)發(fā);3可擴(kuò)展性好 。7、 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。8、 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(guò)程中所要考慮的問(wèn)題以及需要注意的事項(xiàng)。 9、 原理圖設(shè)計(jì)的一般過(guò)程包括以下幾個(gè)方面:確定需求
16、、確定核心CPU、參考成功案例、對(duì)外圍器件的選型、設(shè)計(jì)基本原則。10、 在PCB設(shè)計(jì)中,布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟 。11、 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。第4章 CC2530基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)1、CC2530外設(shè)包括I/O引腳、ADC、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
17、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(lái)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USART0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、定時(shí)器3和定時(shí)器4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。9、MAC定時(shí)器即定時(shí)
18、器2,主要用于802.15.4CSMA/CA算法定時(shí),為IEEE802.15.4MAC層提供一般的計(jì)時(shí)功能。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”的編譯器或匯編器進(jìn)行編譯。微控制器:由于CC2530的“增強(qiáng)型8
19、051”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。適應(yīng)2.4GHz IEEE802.15.4的RF收發(fā)器。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)。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
20、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(mén)狗和2個(gè)支持多種串行通信協(xié)議的USART。1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、 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;外設(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
21、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(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備;可在CODE區(qū)執(zhí)行FLASH或SRAM中的代碼。映射的兩種形式:CODE存儲(chǔ)器映射(功能:一是將FLASH映射至CODE存儲(chǔ)空間;二是執(zhí)行來(lái)自SRAM的代碼(將SRAM映射至CODE存儲(chǔ)空間);XDATA存儲(chǔ)器映射。15、首先要解決存儲(chǔ)空間不對(duì)稱的問(wèn)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(lái)說(shuō),它有8個(gè)bank,分別為bank0ba
22、nk7。通過(guò)操作寄存器FMAP.MAP2:0來(lái)控制將哪個(gè)編號(hào)的bank映射到CODE區(qū)域。16、 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(yè)面和FLASH存儲(chǔ)器 。17、 存儲(chǔ)器仲裁 :主要功能是解決CPU與DMA訪問(wèn)所有物理存儲(chǔ)器(除了CPU內(nèi)部寄存器)之間的沖突問(wèn)題。當(dāng)CPU和DMA之間發(fā)生沖突時(shí),“存儲(chǔ)器仲裁”停止CPU或DMA的總線 。18、 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MEMCTR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 。19、 CC2530軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)使用IAR;IAR對(duì)CC2530
23、編程操作提供了良好的C語(yǔ)言支持 ;CC2530編程包括頭文件、運(yùn)行庫(kù)以及中斷編程等。 20、 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指令與標(biāo)準(zhǔn)的8051的指令集相同 。21、 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(lái)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(lái)開(kāi)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 。22、 CC2530有18個(gè)中斷源,每
24、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(guò)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。23、 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,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(lái)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(lái)判斷中斷優(yōu)先級(jí)別的響應(yīng) 。24、 中斷處理過(guò)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
25、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(kāi)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(lái)程序 。25、 在中斷函數(shù)編寫(xiě)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(lái)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(guò)中斷標(biāo)志區(qū)分是哪個(gè)引腳引起的中斷);清中斷標(biāo)志(不是必須
26、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(guò)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,需要在退出中斷服務(wù)程序之前打開(kāi)對(duì)應(yīng)的中斷。26、 CC2530包括3個(gè)8位輸入/輸出(I/O)端口,分別是P0、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引腳 ,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 。27、 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(guò)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(lái)判斷是哪個(gè)引腳發(fā)生中斷。28、 通用I/O中斷
27、寄存器有三類:中斷使能寄存器、中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器和中斷控制寄存器 29、 中斷使能寄存器IENx(其中x為0,1,2)。IENx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。)30、 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)的寄存器PxIEN的中
28、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(xiě)中斷服務(wù)程序。31、 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寄存器(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 。32、 串口:USART0和USART1均有兩種模式,分別是異步UART模式或同步SPI模式,并且每種模式下所對(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
29、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 。33、 定時(shí)器1:PERCFG.T1CFG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捕獲/比較引腳;4:通道4捕獲/比較引腳。34、 定時(shí)器 3:PERCFG.T3CFG用于設(shè)置定時(shí)器3是使用外設(shè)位置1還是外設(shè)位置2。(0:通道0比較引腳;1:通道1比較引腳。)35、 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
30、。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 )36、 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。37、 CC2530的供電模式有五種:主動(dòng)模式、空閑模式、PM1、PM2和PM3。38、 CC2530的復(fù)位源有5個(gè),這5個(gè)復(fù)位源分別是:強(qiáng)制RESET_N輸入引腳為低電平復(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(guò)布朗輸出探測(cè)器來(lái)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
31、門(mén)狗定時(shí)復(fù)位,當(dāng)使能看門(mén)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(guò)時(shí)鐘丟失探測(cè)器來(lái)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。39、 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;CPU程序計(jì)數(shù)器在0x0000,并且程序從這個(gè)地址開(kāi)始;所有外設(shè)寄存器初始化為各自復(fù)位值;看門(mén)狗定時(shí)器禁用;時(shí)鐘丟失探測(cè)器禁用。40、 USART0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 。41、 異步UART模式: UART模式提供異步串行接口,在UART模
32、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CTS)42、 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)。奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或者無(wú)奇偶校驗(yàn)。配置起始位和停止位。配置LSB(最低有效位)或者M(jìn)SB(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)。43、 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。44、 SPI模式:在SPI模式中,USART通過(guò)3線接口或者4線接口與外部系統(tǒng)通信。接口包含引腳MOSI、MISO、SCK和SS_N。當(dāng)UxCSR.M
33、ODE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。可配置的SCK極性和相位??膳渲玫腖SB或MSB傳送。45、 每個(gè)USART都有兩個(gè)中斷:RX完成中斷和TX完成中斷。46、 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(lái)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傳送,確保DMA請(qǐng)求和CPU訪問(wèn)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(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間
34、的數(shù)據(jù)傳送,即DMA控制器通過(guò)訪問(wèn)整個(gè)XDATA存儲(chǔ)空間來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)器與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。 47、 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(zhǎng)度可變。既可以工作在字模式,又可以工作在字節(jié)模式。 48、 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)器空間的一個(gè)位置傳送數(shù)據(jù)到另一
35、個(gè)位置,比如從XDATA的XREG到RAM。 49、 DMA配置參數(shù):源地址、目標(biāo)地址、傳送地址、可變長(zhǎng)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。50、 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(guò)DMA寫(xiě)入存儲(chǔ)器。51、 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
36、觸發(fā)。溫度傳感器輸入。電池測(cè)量功能。52、 ADC的輸入是通過(guò)端口0來(lái)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?。ATEST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(guò)DMA移動(dòng)到存儲(chǔ)器,不需要任何CPU的干預(yù) 53、 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。54、 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
37、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?,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觸發(fā)功能。55、 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31.25n
38、s。2*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(kāi)始界定符(英文簡(jiǎn)稱SFD)捕捉功能,即在無(wú)線模塊的幀開(kāi)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(guò)引入延遲可調(diào)整定時(shí)器值。56、 定時(shí)器3和定時(shí)器4是是兩個(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
39、觸發(fā)功能。57、 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(guò)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) 。58、 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。 59、 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
40、先讀T2M0。60、 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2。61、 定時(shí)器3有4種操作模式: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。第5章 無(wú)線射頻與MAC層1、RF內(nèi)核控制無(wú)線電模塊,在MCU和無(wú)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(wú)線電事件排序。2、可以通過(guò)SFR寄存器RFD訪問(wèn)TXFIFO和RXFIFO,當(dāng)寫(xiě)入RFD寄存器時(shí),數(shù)據(jù)被寫(xiě)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。4、IEE
41、E802.15.4采用CSMA/CA機(jī)制來(lái)避免數(shù)據(jù)沖突。5、IEEE802.15.4的數(shù)字高頻調(diào)制使用2.4G直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。6、簡(jiǎn)述RF內(nèi)核各部分的功能。答:RF內(nèi)核控制無(wú)線射頻模塊,并且在MCU和無(wú)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(wú)線電事件排序。RF內(nèi)核包括以下幾部分:無(wú)線電控制狀態(tài)模塊(FSM)、調(diào)制器,解調(diào)器、幀過(guò)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 2)調(diào)制器:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為I/Q(同相/正交)信號(hào)
42、發(fā)送到發(fā)送器DAC,并且遵守IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn) 3)解調(diào)器:負(fù)責(zé)從收到的信號(hào)中檢索無(wú)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(guò)濾和源匹配:其功能是支持RF內(nèi)核中的FSM模塊來(lái)執(zhí)行幀過(guò)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。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(wú)線電RAM:為發(fā)送TXFIFO和接收RXFIFO分別分配128字節(jié)的FIFO,為幀過(guò)濾和源匹配存儲(chǔ)參數(shù)保留128字節(jié)。8)定時(shí)器2(MAC定時(shí)器):用于為無(wú)
43、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)。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(lái)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(wèn)題。3)不能建立個(gè)域網(wǎng)。8、CC2530無(wú)線射頻的工作涉及到CPU兩個(gè)中斷向量:RFERR中斷和RF中斷。9、RFERR中斷其功能是表示無(wú)線射頻的錯(cuò)誤情況,無(wú)線射頻內(nèi)核錯(cuò)誤表現(xiàn)為RF TX RFIO下溢或RX FIFO溢出,通過(guò)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)
44、據(jù)發(fā)送和接收中斷。RF中斷是上升沿觸發(fā)的,通過(guò)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、 RF內(nèi)核的兩個(gè)中斷源(RFERR和RF),是RF內(nèi)核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)。11、 FIFO訪問(wèn):CC2530發(fā)送或接收數(shù)據(jù)是通過(guò)FIFO操作來(lái)進(jìn)行的。FIFO訪問(wèn)可以分為T(mén)XFIFO訪問(wèn)和RXFIFO訪問(wèn)
45、,其操作都是通過(guò)SFR寄存器的RFD操作進(jìn)行。當(dāng)寫(xiě)入RFD寄存器時(shí),數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到TXFIFO,當(dāng)讀取數(shù)據(jù)RFD寄存器時(shí),數(shù)據(jù)從RXFIFO中讀出。 12、 RXFIFO訪問(wèn):RXFIFO存儲(chǔ)器區(qū)域位于地址0x6000到0x607F,一共128字節(jié),在XREG存儲(chǔ)區(qū)域中是可以訪問(wèn)的。RXFIFO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 。13、 CC2530射頻的發(fā)送過(guò)程:發(fā)送器的控制、幀的處理。14、 TX控制:在幀處理和報(bào)告狀態(tài)下,無(wú)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
46、TX和RX的過(guò)程中可以通過(guò)寄存器來(lái)設(shè)置,且必須在TX和RX中同時(shí)設(shè)置 。15、 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。16、 需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù):1)LEN(幀長(zhǎng)度域):幀長(zhǎng)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(lái)自與MAC層的數(shù)據(jù)。3)當(dāng)發(fā)送了SFD,調(diào)制器開(kāi)始從TXFIFO讀數(shù)據(jù),首先讀幀長(zhǎng)度域,然后是MHR(MAC幀頭)和MAC負(fù)載。 17、 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(kāi)始界定符(SFD)。2)通過(guò)射頻部分傳輸幀長(zhǎng)度域和指定的字節(jié)數(shù),包括MAC幀頭
47、和MAC負(fù)載。3)通過(guò)操作寄存器計(jì)算并自動(dòng)傳輸幀尾(FSC)。18、 RX控制:一般接收數(shù)據(jù)是通過(guò)接收中斷來(lái)處理的,在發(fā)送數(shù)據(jù)完成之后,首先要打開(kāi)接收中斷,接收中斷是通過(guò)寄存器RFIRQM0的第6位RXPKTDONE和IEN2寄存器的第0位來(lái)控制的 。19、 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 :1)移除同步頭:由CC2530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SFD)。2)接收數(shù)據(jù)幀:通過(guò)操作寄存器接收幀長(zhǎng)度域規(guī)定的字節(jié)數(shù),(包括MHR和MAC負(fù)載)。3)幀過(guò)濾:通過(guò)操作寄存器可以實(shí)現(xiàn)幀過(guò)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)
48、短地址的表,或12個(gè)擴(kuò)展IEEE地址。源地址存儲(chǔ)在無(wú)線電RAM中。5)自動(dòng)FCS檢查:通過(guò)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(guò)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 。20、 CSMA/CA選通處理器提供控制CPU和無(wú)線射頻模塊之間的通信。CSMA/CA選通處理器通過(guò)SFR寄存器RFST以及XREG寄存器和CPU通信。本書(shū)中采用RFST寄存器和CPU進(jìn)行通信。21、 IEEE802.15.4的數(shù)字高頻調(diào)制使用2.4G直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。 直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequ
49、ence Spread Spectrum)工作方式,簡(jiǎn)稱直擴(kuò)方式(DSSS方式)。22、 DSSS是直接用偽噪聲序列對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制,要傳送的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過(guò)信道編碼后,進(jìn)行調(diào)制。23、 在接收機(jī)收到發(fā)射信號(hào)后,首先通過(guò)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。24、 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。25、 IEEE802.15.4數(shù)據(jù)格式:IEEE802.15.4定義了MAC層以及物理層的通信數(shù)據(jù)格式。其中,物理層的數(shù)據(jù)格式是在MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元格式前加
50、上同步頭以及物理頭兩部分。同步頭包括幀引導(dǎo)序列和幀開(kāi)始界定符。物理頭即幀長(zhǎng)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載荷以及幀尾。26、 IEEE802.15.4射頻程序主要分為發(fā)送和接收兩部分。第6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
51、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。5、ZDO(The Zigbee Device Objects,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(即OSAL)才能運(yùn)行起來(lái),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(kāi)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
52、用戶任務(wù),并通過(guò)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(zhǎng)地址或短地址以及端點(diǎn)來(lái)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) 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(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以及綁定表的建立。9、 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(zhǎng)地址)和網(wǎng)絡(luò)地址(短地址),長(zhǎng)地址或短地址用來(lái)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
53、點(diǎn)1-240被應(yīng)用層分配,每個(gè)端點(diǎn)是可尋址的。10、 Zstack協(xié)議棧符合Zigbee協(xié)議結(jié)構(gòu),由物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。11、 物理層和MAC層由IEEE802.15.4定義,網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層由Zigbee聯(lián)盟來(lái)定義。12、 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。13、 Zigbee協(xié)議棧結(jié)構(gòu),包括物理層、MAC層、NWK(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ZDO層。1)物理層內(nèi)容:物理層定義了物理無(wú)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)(M
54、LME-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(wú)線信道的訪問(wèn),并產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、同步信號(hào);支持PAN連接和分離,提供兩個(gè)對(duì)等的MAC實(shí)體之間可靠鏈路。3)NWK(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(kāi)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等。5)應(yīng)用支持子層APS:APS層在NWK層和APL層之間,提供APSDE-SAP和APSME-SAP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
55、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-SAP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(kù)(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(guò)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(guò)APSME-SAP接口提供綁定服務(wù)。 14、 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
56、主要內(nèi)容,在協(xié)議棧里面一般是以操作任務(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)。Security&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:MAC層目錄,包括MAC層參數(shù)及MAC層的LIB庫(kù)函數(shù)回調(diào)處理函數(shù)。Zmain: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、 Zstack協(xié)議棧是一個(gè)半開(kāi)源的協(xié)議棧,其中MA
57、C層和ZMAC層的源碼沒(méi)有全部開(kāi)源。16、 Zigbee的HAL層提供了開(kāi)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common(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)的常量定義以及函數(shù)聲明)和target(Config、Drivers、Includes)三個(gè)文件夾 17、 hal_drivers.c :hal_drivers.c文件中包含了
58、與硬件相關(guān)初始化和事件處理函數(shù)。此文件中有4個(gè)比較重要的函數(shù):硬件初始化函數(shù)、硬件驅(qū)動(dòng)初始化函數(shù)、硬件事件處理函數(shù)、詢檢函數(shù)。18、 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。19、 節(jié)點(diǎn)地址類型的選擇:Zstack中地址類型有兩種:64位IEEE地址和16位網(wǎng)絡(luò)地址(Zstack中也稱短地址或網(wǎng)絡(luò)短地址)。1)64位IEEE地址:即MAC地址(也稱“長(zhǎng)地址”或“擴(kuò)展地址”),是一個(gè)全球唯一的地址,一經(jīng)分配將跟隨設(shè)備一生。通常由制造商在設(shè)備出廠或被安裝時(shí)設(shè)置。這些地址由IEEE組織來(lái)維護(hù)和分配。2)16位網(wǎng)絡(luò)地址:是設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)后,由網(wǎng)絡(luò)中
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