⭐❤️zigbee无线通信模块的深入浅出❤️⭐

zigbbe实验

zigbee是什么
zigbee模块的选择
1.实验一：点灯
- **代码演示**
- 实验现象
2.实验二：按键控制灯
- 代码演示
- 实验现象
3.实验三：外部中断
- 代码演示
- 实验现象
4.实验四：定时器中断
- 代码演示
- 实验现象
5.实验五：串口通信
- 代码演示
- 实验现象

zigbee是什么

类似于蓝牙或者lora等等，属于物联网终端得一种无线通信技术。
蓝牙：距离较短，功耗低，组网数量不错，数据传输不大。
WiFi：数据量比较大，功耗比较大，比较耗电，无线局域网得数量不大。
zigbee：功耗低，休眠几个ua，也可以进行组网，单网络组网数目比较大。

这三种无线模块的载波都是2.4G频率,穿透能力较差

zigbee模块的选择

一般来说，TI公司和silicon公司的zigbee模块做得比较好

TI：
芯片特点是比较便宜，但是组网没有slilicon稳定，一般学习都使用TI公司生产的
TI方案 zigbee协议栈（ZSTACK）

silicon公司模块:
特点组网目前来说是最稳定的，但是比较贵

我们通常使用zigbee是用TI公司生产的CC253X系列的模块，我们可以把它当成一个普通的单片机来进行学习，对后面的协议栈分析打下铺垫。
CC2530F256 CPU：8051 RAM：8K Byte Flash： 256K Byte, 工作频率无线通信32M,数据通信量是非常少
250K bps(bit 每秒)芯片的供电电压通常是3.3V

1.实验一：点灯

CC2530 的I/O 控制口一共有21 个，分成3 组，分别是P0、P1 和P2；由图可知，P1_0 与P1_1 分别控制LED1和LED2

相关寄存器
P1DIR（P1 方向寄存器，P0DIR 同理）

P1SEL（P1 功能选择寄存器，P0SEL 同理）

我们只需要配置该引脚的输出方向和功能即可

代码演示

#define LED0 P1_0
#define LED1 P1_1
void GPIO_init()
{P1SEL = P1SEL & ~0x03;P1DIR = P1DIR |  0x03;  LED0 = 0;LED1 = 0;
}
void DelayMs(unsigned int msec)//大约1ms延时
{for(unsigned int x = msec;x > 0;x --){for(unsigned int y = 620;y > 0;y --){asm("NOP");}    }
}
void main(void)
{GPIO_init(); while(1){DelayMs(500);LED0 = 1;DelayMs(500);LED0 = 0;DelayMs(500);LED1 = 1;DelayMs(500);LED1 = 0;      }
}

实验现象

两个灯交互闪烁

2.实验二：按键控制灯

从原理图可知，按键没有按下时是高电平，按下之后是低电平，因为接地了。我们需要对P00和P01引脚进行操作

代码演示

#include <iocc2530.h>
#define LED0 P1_0
#define LED1 P1_1
#define K1   P0_0
#define K2   P0_1
void GPIO_init()
{P1SEL = P1SEL & ~0x03;//设置P1_0,P1_1为普通IO口P1DIR = P1DIR |  0x03;//设置P1_0,P1_1为输出模式P0SEL = P0SEL & ~0x03;//设置P1_0,P1_1为普通IO口P0DIR = P0DIR & ~0x03;//设置P1_0,P1_1为输入模式LED0 = 0;LED1 = 0;
}
void DelayMs(unsigned int msec)//大约1ms延时
{for(unsigned int x = msec;x > 0;x --){for(unsigned int y = 620;y > 0;y --){asm("NOP");}    }
}
void main(void)
{GPIO_init(); while(1){if(K1 == 0)LED0 = 1;elseLED0 = 0;if(K2 == 0){DelayMs(100);//延时消斗if(K2 == 0){LED1 = ~LED1;}while(K2 == 0);}   }
}

实验现象

K1按键控制led0的亮灭，k2按键控制led1的亮灭

3.实验三：外部中断

相关寄存器
P0IEN:各个控制口的中断使能，0 为中断禁止，1 为中断使能。

P0INP：设置各个I/O 口的输入模式，0 为上拉/下拉，1 为三态模式。

PICTL：D0~D3 设置各个端口的中断触发方式，0 为上升沿触发，1 为下降沿x发。

IEN1:中断使能1，0 为中断禁止，1 为中断使能。

P0IFG：中断状态标志寄存器，当输入端口有中断请求时，相应的标志位将置1。

代码演示

#include "exit.h"
#include "exit.h"
#define LED0 P1_0
#define LED1 P1_1
#define KEY0 P0_0
#define KEY1 P0_1
void DelayMs(unsigned int msec)//大约1ms延时
{for(unsigned int x = msec;x > 0;x --){for(unsigned int y = 620;y > 0;y --){asm("NOP");}    }
}
void led_init(void)
{P1SEL &= ~0x03 ; //清0第一次 第一为0，代表工作在普通模式P1DIR |= 0x03; //第一位为1，输出，否则输入P1_0= 0;                //关LEDP1_1= 0;
}
//外部中断
void exit_init(void)
{//按键寄存器的操作,设置为普通模式和输入模式P0SEL &= ~0x03;P0DIR &= ~0x03;//P0IEN:各个控制口的中断使能，0 为中断禁止，1 为中断使能。P0IEN |= 0x03;//P0INP：设置各个I/O 口的输入模式，0 为上拉/下拉，1 为三态模式P0INP &= ~0x03;//PICTL：D0~D3 设置各个端口的中断触发方式，0 为上升沿触发，1 为下降沿触发PICTL |= 0x01;//下降沿触发//IEN1:中断使能1，0 为中断禁止，1 为中断使能。//P0IFG：中断状态标志寄存器，当输入端口有中断请求时，相应的标志位将置1。 P0IFG &= ~0x03;        //P0.0中断标志清0    P0IE = 1;              //P0中断使能    EA = 1;                //总中断使能
}#pragma vector = P0INT_VECTOR
__interrupt void P0_ISR(void)
{EA=0;if((P0IFG & 0x02 ) >0 )         //按键中断 ,p0_1{P0IFG &= ~0x02;               //P0.1中断标志清0LED1 = !LED1;}P0IF = 0;                       //P0中断标志清0EA = 1;                         //开中断if((P0IFG & 0x01 ) >0 )         //按键中断 ,p0_0{P0IFG &= ~0x01;               //P0.0中断标志清0LED1 = !LED1;}P0IF = 0;                       //P0中断标志清0EA = 1;                         //开中断void main(void)
{led_init();ext_init();while(1);//通过while循环等待中断，
}
}

实验现象

主要用到了中断，该中断可以需要配置多个寄存器，假设配置p01，需要开启总中断，然后是设置p0的中断位，后面通过读取P0IFG 这个寄存器的值来判断是否产生了中断

连续按下CC2530主板上K1按键，会发现当按键被按下时，LED的亮灭状态会发生改变。

4.实验四：定时器中断

定时器1 是一个16 位定时器，具有定时器/计数器/脉宽调制功能。它有3 个单独可编程输入捕获/输出比较信道，每一个信道都可以用来当做PWM 输出或用来捕获输入信号的边沿时间。
定时器有一个很重要的概念：操作模式。
操作模式包含：自由运行模式（free-running）、模模式（modulo）和正计数/倒计数模式（up-down）。本次实验学习到的新寄存器：

T1CTL：定时器1 的控制，D1D0 控制运行模式，D3D2 设置分频划分值。

T1STAT：定时器1 的状态寄存器，D4~D0 为通道4~通道0 的中断标志，D5 为溢出标志位，当计数到最终技术值是自动置1。

T1CCTL0：D1D0 为捕捉模式选择：00 为不捕捉，01 为上升沿捕获，10 为下降沿捕获，11 为上升或下降沿都捕获。

IRCON：中断标志4,；0 为无中断请求。1 为有中断请求。

在配置寄存器之前还需要配置时钟频率相关的寄存器

CLKCONCMD：时钟频率控制寄存器。D7 位为32KHZ 时间振荡器选择，0 为32KRC 震荡，1 为32K 晶振。
D6 位为系统时钟选择。0 为32M 晶振，1 为16M RC 震荡。当D7 位为0 时D6 必须为1。
D5~D3 为定时器输出标记。000 为32MHZ，001 为16MHZ，010 为8MHZ，011 为4MHZ，100 为2MHZ，101 为 1MHZ，110 为500KHZ，111 为250KHZ。默认为001。需要注意的是：当D6 为1 时，定时器频率最高可采用频率为16MHZ。
D2~D0：系统主时钟选择：000 为32MHZ，001 为16MHZ，010 为8MHZ，011 为4MHZ，100 为2MHZ，101 为1MHZ，110 为500KHZ，111 为250KHZ。当D6 为1 时，系统主时钟最高可采用频率为16MHZ。

CLKCONSTA：时间频率状态寄存器。

D7 位为当前32KHZ 时间振荡器频率。0 为32KRC 震荡，1 为32K 晶振。
D6 位为当前系统时钟选择。0 为32M 晶振，1 为16M RC 震荡。
D5~D3 为当前定时器输出标记。000 为32MHZ，001 为16MHZ，010 为8MHZ，011 为4MHZ，100 为2MHZ，101 为 1MHZ，110 为500KHZ，111 为250KHZ。
D2~D0 为当前系统主时钟。000 为32MHZ，001 为16MHZ，010 为8MHZ，011 为4MHZ，100 为2MHZ，101 为1MHZ，110 为500KHZ，111 为250KHZ。

代码演示

#include "time.h"
#include <iocc2530.h>
#define  LED0   P1_0
#define  LED1   P1_1
#define  K1     P0_0unsigned char counter;
void SysClockInit(void)
{unsigned int i;SLEEPCMD &= ~0x04;              //都上电while(!(CLKCONSTA & 0x40));     //晶体振荡器开启且稳定for (i=0; i<504; i++) asm("NOP");//适当延时CLKCONCMD &= ~0x47;             //选择32MHz晶体振荡器SLEEPCMD |= 0x04;
}//IRCON：中断标志4,；0 为无中断请求。1 为有中断请求。void time1_init(void)
{//T1CTL：定时器1 的控制，D1D0 控制运行模式，D3D2 设置分频划分值。
T1CTL = 0x05 ;//自由运行和8分频//T1STAT：定时器1 的状态寄存器，D4~D0 为通道4~通道0 的中断标志，D5 为溢出标志位，当计数到最终技术值是自动置1。
T1STAT =0x21; //
//T1CCTL0：D1D0 为捕捉模式选择：00 为不捕捉，01 为上升沿捕获，10 为下降沿捕获，11 为上升或下降沿都捕获。
T1CCTL0 |=0x01; //上升沿捕捉IEN1 |=0X02;
EA = 1;//开启中断
}#pragma vector = T1_VECTOR      __interrupt void T1_ISR(void){EA = 0;if(counter>30){counter=0;  LED0 = !LED0;LED1 = !LED1;}counter++;T1IF = 0;//清除中断位EA = 1;//开启中断}
void main(void)
{SysClockInit();led_init();time1_init();while(1);
}

实验现象

当某个中断发送后会进入这个向量中断表执行相对应的函数

精确控制LED 灯的闪烁间隔为2s，即：亮1s → 暗1s → 亮1s→ 暗1s（即从暗转亮的时刻间隔为1s）。

5.实验五：串口通信

相关寄存器

U0CSR：USART0 控制与状态。
D7 为工作模式选择，0 为SPI 模式，1 为USART 模式。
D6 为UART 接收器使能，0 为禁用接收器，1 为接收器使能。
D5 为SPI 主/从模式选择，0 为SPI 主模式，1 为SPI 从模式。
D4 为帧错误检测状态，0 为无错误，1 为出现出错。
D3 为奇偶错误检测，0 为无错误出现，1 为出现奇偶校验错误。
D2 为字节接收状态，0 为没有收到字节，1 为准备好接收字节。
D1 为字节传送状态，0 为字节没有被传送，1 为写到数据缓冲区的字节已经被发送。
D0 为USART 接收/传送主动状态，0 为USART 空闲，1 为USART 忙碌。

U0GCR：USART0 通用控制寄存器。
D7 为SPI 时钟极性：0 为负时钟极性，1 为正时钟极性；
D6 为SPI 时钟相位：
D5 为传送为顺序：0 为最低有效位先传送，1 为最高有效位先传送。
D4~D0 为波特率设置

代码演示

对串口进行配置的时候先要配置好系统的时钟，然后设置相应串口的配置，如波特率校验位等等，最后在开启相关串口的中断，通过U0DBUF这个寄存器来接受和发送数据，当这个串口收到数据时，会产生接收中断，并接收一个字符

#include <iocc2530.h>
#define  LED0   P1_0
#define  LED1   P1_1
unsigned char Flag_RX,temp;
void led_init(void)
{P1SEL &= ~0x03;          //P1.0 P1.1为普通 I/O 口P1DIR |= 0x03;           //输出 LED0 = 0;                  //关LEDLED1 = 0;
}
void SysClock_Init(void)
{SLEEPCMD &= ~0x04;              //都上电while(!(CLKCONSTA & 0x40));     //晶体振荡器开启且稳定CLKCONCMD &= ~0x47;             //选择32MHz晶体振荡器SLEEPCMD |= 0x04;
}
//接着初始化串口，代码为：
void uart0_init(void)
{PERCFG = 0x00;        //位置1 P0口 P0SEL = 0x3c;        //P0_2,P0_3,P0_4,P0_5用作串口,第二功能 P2DIR &= ~0XC0;      //P0 优先作为UART0 ，优先级U0CSR |= 0x80;       //UART 方式 U0GCR |= 11;         //U0GCR与U0BAUD配合     U0BAUD |= 216;       // 波特率设为115200 UTX0IF = 0;          //UART0 TX 中断标志初始置位1  （收发时候）U0CSR |= 0X40;       //允许接收 IEN0 |= 0x84;        // 开总中断，接收中断    }
//串口发送字节函数
void Uart_Send_char(char ch)
{U0DBUF = ch;while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;
}
//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)
{ LED0 = 1;URX0IF = 0;    // 清中断标志 temp = U0DBUF; Flag_RX = 1;
}void main(void)
{SysClock_Init();led_init();uart0_init();while(1){LED0 = 0;if(Flag_RX){LED1 = 1;Flag_RX = 0;Uart_Send_char(temp);LED1 = 0;}   }
}

实验现象

发送什么数据给单片机单片机将会返回给相应的数据给pc端