《物聯(lián)網(wǎng)技能操作實(shí)務(wù)》參考文獻(xiàn)：CC2530簡(jiǎn)介 課件

技能操作實(shí)務(wù)模塊四：智慧商超應(yīng)用軟件開發(fā)*TRANSITIONPAGE過(guò)渡頁(yè)CC2530開發(fā)入門必備知識(shí)1.單片機(jī)的基本知識(shí)（1）單片機(jī)的概念在當(dāng)今社會(huì)的生活和生產(chǎn)中充斥著信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)，這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，例如生活中我們使用的微波爐、自動(dòng)洗衣機(jī)和智能手機(jī)等都是依靠?jī)?nèi)部的計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行控制的。而通用計(jì)算機(jī)由于體積、成本和功耗的限制，無(wú)法直接安裝到很多設(shè)備中去使用。我們可以想象一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)安裝到智能手機(jī)中的景象，這將導(dǎo)致手機(jī)的體積、成本、重量等指標(biāo)變的令人無(wú)法接受。因此，為滿足實(shí)際應(yīng)用中的需求出現(xiàn)了單片機(jī)。必備知識(shí)單片機(jī)（Microcontrollers）也叫微控制器，是一種集成電路芯片，它通過(guò)超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、輸入輸出I/O接口、中斷控制系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和通信等多種功能部件集成到一塊硅片上，從而構(gòu)成了一個(gè)體積小但功能完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，單片機(jī)就是一個(gè)將微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)制作到里面的集成電路芯片，如圖1-1和圖1-2所示。必備知識(shí)圖1-1LQFP80封裝89C51單片機(jī)圖1-2QFN40封裝的CC2530單片機(jī)（2）單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)與通用計(jì)算機(jī)相比具備以下特點(diǎn)：必備知識(shí)1）體積小、重量輕單片機(jī)作為集成了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的單一電路芯片，其體積小、重量輕，非常適合嵌入到其他電子產(chǎn)品中去實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和控制。例如本書所講CC2530單片機(jī)的長(zhǎng)×寬×高只有6mm×6mm×1mm。2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高單片機(jī)把各種功能部件集成在一個(gè)芯片上，內(nèi)部使用總線結(jié)構(gòu)，減少了外圍器件和連線，方便外部采取屏蔽措施，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力，使其非常適用于復(fù)雜環(huán)境中。必備知識(shí)3）工作電壓低、功耗低不同型號(hào)單片機(jī)可以采用0.9V到5V的供電電壓，且功耗能降到微安級(jí)別，用電池供電就能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期工作，因此可將單片機(jī)用在各種便攜設(shè)備中。4）價(jià)格低廉、性價(jià)比高單片機(jī)的價(jià)格相對(duì)普通計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)相當(dāng)?shù)土?，最便宜的一般功能單片機(jī)不到一元錢就能買到，而百元左右的單片機(jī)已是功能和性能都非常優(yōu)異的產(chǎn)品了。在選用單片機(jī)的時(shí)候可根據(jù)實(shí)際需求，選擇功能夠用的單片機(jī)即可，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制的同時(shí)不會(huì)增加過(guò)多成本，利于產(chǎn)品的推廣。必備知識(shí)（3）單片機(jī)的分類單片機(jī)是計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支，我們根據(jù)不同情況可以從不同角度對(duì)單片機(jī)進(jìn)行分類，其中主要包括以下兩種分類方式：1）按用途進(jìn)行分類按用途可將單片機(jī)分為通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī)。通用型單片機(jī)不是為某種特殊應(yīng)用設(shè)計(jì)的，它具有良好的通用性，在使用時(shí)只需變更外圍電路和應(yīng)用程序就能適合各種應(yīng)用場(chǎng)合。我們通常使用和學(xué)習(xí)的單片機(jī)絕大多數(shù)都是通用型單片機(jī)。專用型單片機(jī)是為了某一種或某一類應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的單片機(jī)，例如數(shù)字電視機(jī)頂盒中具有多媒體功能的專用型單片機(jī)。必備知識(shí)2）按數(shù)據(jù)處理位數(shù)進(jìn)行分類計(jì)算機(jī)處理的是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，每次運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)量是字節(jié)（Byte）的整數(shù)倍，而每個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成。因此，目前的單片機(jī)按照數(shù)據(jù)處理位數(shù)來(lái)分類主要有8位、16位和32位單片機(jī)。很明顯，單片機(jī)的位數(shù)越高，表示其單次處理的數(shù)據(jù)量越大，性能也就越好，但往往價(jià)格也會(huì)相對(duì)高一些。在實(shí)際應(yīng)用中選擇合適的運(yùn)算位數(shù)的單片機(jī)即可，例如使用8位單片機(jī)控制電磁爐已經(jīng)足夠，而數(shù)碼相機(jī)這種需要處理大量數(shù)據(jù)的設(shè)備則要使用32位單片機(jī)。必備知識(shí)（4）單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，可根據(jù)單片機(jī)的概念，結(jié)合普通計(jì)算機(jī)的構(gòu)成，來(lái)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖1-38051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)必備知識(shí)1）時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路為單片機(jī)提供運(yùn)行所需的節(jié)拍信號(hào)，每到來(lái)一個(gè)節(jié)拍單片機(jī)就執(zhí)行一步操作，就像跑操喊口號(hào)一樣。所以單片機(jī)時(shí)鐘電路提供的信號(hào)頻率越高，單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，類似與普通計(jì)算機(jī)的CPU運(yùn)行頻率。不過(guò)需要注意的是，單片機(jī)可用的時(shí)鐘信號(hào)頻率是有限制的，不能無(wú)限提高，同時(shí)單片機(jī)的運(yùn)行速度越快往往功耗越大。2）中央處理器像普通計(jì)算機(jī)一樣，這是整個(gè)系統(tǒng)的核心運(yùn)算處理單元，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)各功能模塊工作的協(xié)調(diào)與控制。必備知識(shí)3）只讀存儲(chǔ)器ROM普通計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的程序和數(shù)據(jù)存放在硬盤上，而在單片機(jī)中只讀存儲(chǔ)器ROM負(fù)責(zé)存儲(chǔ)這些內(nèi)容，當(dāng)系統(tǒng)斷電后這些數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。由于ROM在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只能讀取不能更改，導(dǎo)致應(yīng)用靈活性欠佳，現(xiàn)在很多單片機(jī)都使用可讀寫的Flash閃存來(lái)替代ROM的功能。4）隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM普通計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中使用內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)，單片機(jī)使用內(nèi)部隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣功能。必備知識(shí)5）中斷系統(tǒng)正常情況下，單片機(jī)按順序一條條執(zhí)行程序指令，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)急需處理的特殊情況，例如單片機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中突然接收到外界指令要求執(zhí)行某一特殊操作。單片機(jī)使用中斷系統(tǒng)來(lái)處理突發(fā)的、不可預(yù)料的事情。6）并行I/O口I/O口即輸入（Input）/輸出（Output）引腳（Pin），這是單片機(jī)與外部電路和器件主要聯(lián)系端口，可以接收外界輸入的電平信號(hào)，也可以向外發(fā)送指定的電平信號(hào)。多個(gè)I/O口構(gòu)成一組傳輸端口，必備知識(shí)8位單片機(jī)的8個(gè)I/O口構(gòu)成一組，16位單片機(jī)的16個(gè)I/O口構(gòu)成一組，這種分組方式便于字節(jié)數(shù)據(jù)或字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸。7）定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或是計(jì)數(shù)功能在很多應(yīng)用系統(tǒng)下是常用功能，例如實(shí)現(xiàn)秒表功能或統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)流水線上加工的產(chǎn)品數(shù)量等，可以由編程的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種方式會(huì)讓CPU一直處在工作狀態(tài)，不利于CPU執(zhí)行其它任務(wù)或降低功耗。因此，單片機(jī)中專門設(shè)計(jì)了定時(shí)/計(jì)數(shù)器用來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，以此來(lái)降低CPU的工作負(fù)擔(dān)。必備知識(shí)8）串行接口普通計(jì)算機(jī)可以使用串行接口與其他設(shè)備通信，單片機(jī)也具有這種串行通信接口，可以使用它來(lái)與其他單片機(jī)、外部設(shè)備或普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息傳輸。很多單片機(jī)內(nèi)部除了具備上述功能部分外，還在其基礎(chǔ)上增加了其它功能模塊，如A/D轉(zhuǎn)換、I2C通信等。（5）單片機(jī)的運(yùn)行條件單片機(jī)只是一個(gè)高度集成的芯片，要讓它在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中能夠工作就必須為其提供一定的軟硬件條件。必備知識(shí)1）硬件條件所謂硬件條件，即單片機(jī)通電后能夠進(jìn)入工作狀態(tài)所需的必要電路設(shè)計(jì)，一般包括兩種電路：時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，也稱之為單片機(jī)最小系統(tǒng)。不同型號(hào)單片機(jī)對(duì)最小系統(tǒng)的要求并不一樣，例如STC15系列的單片機(jī)內(nèi)部已經(jīng)包含了時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，可不用再單獨(dú)設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，參照各自的芯片說(shuō)明手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)便可。必備知識(shí)2）軟件條件普通計(jì)算機(jī)沒(méi)有安裝任何軟件時(shí)是起不到任何作用的，單片機(jī)也是一樣，只有將編寫好的程序代碼安裝到單片機(jī)中去，它才能實(shí)現(xiàn)具體的功能。要燒寫到單片機(jī)的程序稱為“下位機(jī)程序”或“閃存鏡像”，為單片機(jī)安裝程序的過(guò)程通常稱為“燒寫程序”或“下載程序”。2.CC2530單片機(jī)簡(jiǎn)介CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案，它能夠以非常低的總材料成本建立功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。必備知識(shí)2.CC2530單片機(jī)簡(jiǎn)介CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案，它能夠以非常低的總材料成本建立功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。（1）SoC與單片機(jī)SoC是SystemonChip的縮寫，可翻譯為“芯片級(jí)系統(tǒng)”或“片上系統(tǒng)”。我們可以這樣來(lái)理解SoC與單片機(jī)的區(qū)別：一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)除了包括單片機(jī)還包括其他外圍電子器件，例如要實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能，電路板上需要有單片機(jī)芯片和無(wú)線收發(fā)芯片才能構(gòu)成必備知識(shí)2.CC2530單片機(jī)簡(jiǎn)介CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案，它能夠以非常低的總材料成本建立功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。（1）SoC與單片機(jī)SoC是SystemonChip的縮寫，可翻譯為“芯片級(jí)系統(tǒng)”或“片上系統(tǒng)”。我們可以這樣來(lái)理解SoC與單片機(jī)的區(qū)別：一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)除了包括單片機(jī)還包括其他外圍電子器件，例如要實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能，電路板上需要有單片機(jī)芯片和無(wú)線收發(fā)芯片才能構(gòu)成必備知識(shí)無(wú)線通信系統(tǒng)，若將整個(gè)電路板集成到一個(gè)芯片中，那么這個(gè)高度集成的芯片就可以稱為SoC。SoC為了專門的應(yīng)用而將單片機(jī)和其他特定功能器件集成在一個(gè)芯片上，但其仍舊是以單片機(jī)為這個(gè)片上系統(tǒng)的控制核心，從使用的角度來(lái)說(shuō)我們基本還是在操作一款單片機(jī)。必備知識(shí)（2）CC2530內(nèi)部結(jié)構(gòu)CC2530內(nèi)部使用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051CPU，結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器，具有8KB容量的RAM，具備32/64/128/256KB四種不同容量的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存和其他許多強(qiáng)大的功能。CC2530根據(jù)內(nèi)部閃存容量的不同分為4種不同型號(hào)：CC2530F32/64/128/256，F(xiàn)后面的數(shù)值即表示該型號(hào)芯片具有的閃存容量級(jí)別。必備知識(shí)CC2530內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1-4所示，從信號(hào)處理方面來(lái)劃分，圖中淺色部分表示該部分用來(lái)處理數(shù)字信號(hào)，深色表示該部分處理模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)都進(jìn)行處理的使用過(guò)渡色表示。從功能方面來(lái)劃分，A虛線框中包含的是時(shí)鐘和電源管理相關(guān)的模塊，B虛線框中包含的是8051CPU核心和存儲(chǔ)器相關(guān)模塊，C虛線框中包含的是無(wú)線收發(fā)相關(guān)模塊，剩余部分則是CC2530