第3章CC2530接口之TinyOS組件編程0（CC2530介紹）1.1CC2530簡介CC2530是基于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE上的一個片上系統解決方案。其特點是以極低的總材料成本建立較為強大的網絡節點。CC2530芯片結合了RF收發器，增強型8051CPU，系統內可編程閃存，8-KBRAM和許多其他模塊的強大的功能。如今CC2530主要有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB的閃存。其具有多種運行模式，使得它能滿足超低功耗系統的要求。同時CC2530運行模式之間的轉換時間很短，使其進一步降低能源消耗。1.2CC2530片內結構方框圖1.3CC2530極限參數最小值最大值單位供電電壓所有供電引腳的電壓必須相同-0.33.9V任何數字引腳上的電壓-0.3VDD+0.3，≤3.9V輸入RF級別10dbm儲存溫度范圍-40125℃ESD所有焊盤，根據人體模型，JEDECSTD22,方法A1142kV根據被控器件模型JEDECSTD22,方法C101500V1.4推薦運行條件最小值最大值單位運行環境溫度范圍，-40125℃運行供電電壓23.6V1.5CC2530的電氣特性

參數

測試條件典型

最大

單位

Icore內核電流消耗數字穩壓器開啟，16-MHzRCOSC運行，沒有無線模塊，晶振或外設活動。中等CPU活動：正常內存訪問，沒有RAM訪問

3.4

mA32-MHzXOCS運行,沒有無線模塊或外設活躍。中等CPU活動；正常內存訪問，沒有RAM訪問。

6.58.9

mA32-MHzXOCS運行,無線模塊處于RX模式，-50-dBm輸入功率，沒有外設活躍，CPU空閑。

20.5

mA32-MHzXOCS運行,無線模塊處于RX模式，-100-dBm輸入功率（等待信號），沒有外設活躍，CPU空閑。

24.3

29.6

mA32-MHzXOCS運行,無線模塊處于TX模式，1-dBm輸出功率，沒有外設活躍，CPU空閑。

28.7

mA32-MHzXOCS運行,無線模塊處于TX模式，4.5-dBm輸出功率，沒有外設活躍，CPU空閑。

33.5

39.6

mA供電模式1.數字穩壓器開啟；16-MHzRC振蕩器和32-MHz晶振關閉；32.768-kHzXOSC,掉電檢測，上電復位和睡眠定時器有效，RAM和寄存器保持。

0.2

0.3

mA供電模式2.數字穩壓器關閉；16-MHzRCOSC和32-MHz晶振關閉；32.768-kHzXOSC,POR和睡眠定時器有效，RAM和寄存器保持。

1

2

uA供電模式3.數字穩壓器關閉；沒有時鐘；POR有效；RAM和寄存器保持。

0.4

1

uA1.5CC2530電氣特性

參數

測試條件

典型

單位

Iperi內核電流消耗外設電流消耗（為激活的每個外設單元添加到內核Icore）定時器1定時器運行，32-MHXOSC使用90uA定時器2定時器運行，32-MHXOSC使用90uA定時器3定時器運行，32-MHXOSC使用60uA定時器4定時器運行，32-MHXOSC使用70uA睡眠定時器包括32.753kHzRCOSC0.6uAADC轉換時1.2mA

閃存擦除1mA突發寫峰值電流6mA1.6CC2530的一般特性參數測試條件數值單位供電模式1活動數字穩壓器開啟，16—MHzRCOSC和32—MHz晶振關閉。啟動16—MHzRCOSC4μs供電模式2或3活動數字穩壓器關閉，16—MHzRCOSC和32—MHz晶振關閉。啟動16—MHzRCOSC0.1ms活動TX或RX初始運行在16—MHzRCOSC，32—MHzXOSC關閉0.5ms32—MHzXOSC初始開啟192μsTX/RX和TX/RX轉換192μs1.7CC2530引腳描述1.7CC2530引腳描述

引腳名稱

引腳引腳類型描述AVDD1

28電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接，為模擬電路供電AVDD2 27電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接，為模擬電路供電AVDD3 24電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接AVDD4 29電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接AVDD5 21電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接AVDD6 31電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接

DCOUPL40

電源（數字）1.8數字電源去耦。不使用外部電路供應DVDD1

39電源（數字）2-3.6V數字電源連接，為引腳供電DVDD210電源（數字）2-3.6V數字電源連接，為引腳供電GND-接地接地面GND1，2，3，4未使用引腳連接到GNDP2_333數字I/O端口2.3/32.768kHzXOSCP2_432數字I/O端口2.4/32.768kHzXOSCRBIAS

30模擬I/O參考電流的外部精密偏置電阻RESET_N20數字輸入復位，活動到低電平RF_N26RFI/ORX期間負RF輸入信號到LNARF_P25RFI/ORX期間正RF輸入信號到LNA

XOSC_Q122模擬I/O32-MHz晶振引腳1或外部時鐘輸入XOSC_Q223模擬I/O32-MHz晶振引腳2P0，P1，P2P0，P1全部P2_0~P2_2數字I/O對應引腳號1.8CC2530芯片內部結構CC2530需要極少的外部連接元件，同時有很多典型電路，其模塊大致可以分為三類：1、CPU和內存相關模塊2、外設，時鐘和電源管理相關模塊3、無線信號收發相關模塊1.8.1CPU和內存

CC2530使用的8051CPU是一個單周期的兼容內核，它有三種不同的訪問總線。其中包括中斷控制器，內存仲裁器，8KBSRAM，32/64/128/256KB閃存塊。中斷控制器：其為18個中斷源提供服務，它們中的每個中斷都被賦予4個中斷優先級中的某一個。內存仲裁器：位于系統中心，它負責執行仲裁，即決定同時訪問系統物理存儲器時的順序，便于系統效率的提高。8KBSRAM：為超低功耗的SRAM，使數字部分即使掉電也能保存其中內容，是芯片低功耗原因所在。閃存塊：用于保存電腦傳輸進入的程序代碼以及常量數據，節約了搜尋時間。1.8.2CC2530外設強大的5通道DMAIEEE802.15.4MAC定時器，通用定時器（一個16位定時器，兩個8位定時器）IR發生電路（IR中斷）具有捕獲功能的32-kHz睡眠定時器硬件支持CSMA/CA支持精確的數字化RSSI/LQICC2530外設電池監視器和溫度傳感器8路輸入，12位分辨率ADCAES安全協議2個支持多種串行通信協議的強大的USART21個通用I/O引腳看門狗定時CC2530外設兩個8位定時器：定時器3，4為8位定時器，有兩個捕獲/比較通道，一個8位的周期值，一個計數器通道。MAC定時器：專為MAC或其他協議而設的定時器，可以跟蹤已過周期，同時可以記錄收發某一的幀精確時間和傳輸結束時間，以便產生不同的選通命令到無線模塊ADC：支持7到12位的分辨率，帶寬范圍為7-30kHz,在DC與音頻轉換時，能夠使用8個輸入通道。AES加密/解密內核：CC2530用128位的AES算法進行加密或解密數據，從而保證了ZigBee網絡層和應用層的安全要求。USART0和USART1分別被配置為一個主從或一個UART，其功能是為RX和TX提供雙緩沖，以及硬件流控制。調試接口：用于內部電路調試，具有兩線串形接口I/O控制器：負責所有的通用的I/O引腳1.8.3無線設備CC2530具備一個IEEE802.15.4兼容無線收發器，其中的RF內核控制模擬無線模塊，另外它還提供了一個連接外部設備的端口，從而可以發出命令和讀取狀態，操縱各執行電路的事件順序。同時無線設備還包括數據包過慮模塊和地址識別模塊。1.9.1CC2530的典型應用輸入輸出匹配：當使用單極子的一個不平衡天線，需要用一個巴倫來對性能進行優化，我們可以采用低成本分立電感或電容來實現，這里主要運用C262,L261,C252,L252.如果使用了諸如折疊偶極子這樣的平衡天線，巴倫可以忽略。1.8V片上穩壓器：用以提供1.8V的數字邏輯電壓，采用這一個穩壓器要求用一個去耦電容C401來獲得穩定運行效果。電源去耦和過濾必須使用合適的電源去耦以獲得最佳的性能。在一個應用中去耦電容和電源過濾的位置和尺寸對獲得最佳性能是非常重要的。TI提供了一個緊湊的參考設計，應該很好地遵循。晶振32-MHz晶振使用了一個外部32-MHz振蕩器XTAL1和兩個負載電容（C221和C231）。32-MHz晶振看到的負載電容由下式給定：XTAL2是一個可選的32.768-kHz晶振，有兩個負載電容（C321和C331）用于32.768-kHz晶振。32.768-kHz晶振用于要求非常低的睡眠電流消耗和精確喚醒時間的應用。32.768-kHz晶振看到的負載電容由下式給定：1.9.2CC2530的應用2.4-GHzIEEE802.15.4系統RF4CE遠程控制系統ZigBee系統（256-kB閃存）家庭/樓宇自動化照明系統工業控制和監控低功耗無線傳感網絡消費型電子醫療保健-20-2CC2530中斷系統CC2530的中斷系統是為了讓CPU對內部或外部的突發事件及時地作出響應，并執行相應的中斷程序。中斷由中斷源引起，中斷源由相應的寄存器來控制。當需要使用中斷時，需配置相應的中斷寄存器來開啟中斷，當中斷發生時將跳入中斷服務函數中執行此中斷所需要處理的事件。-21-中斷源與中斷向量

CC2530有18個中斷源，每個中斷源都可以產生中斷請求，中斷請求可以通過設置中斷使能SFR寄存器的中斷使能位IEN0、IEN1或IEN2使能或禁止中斷。2CC2530中斷系統-22-中斷號碼描述中斷名稱中斷向量中斷屏蔽中斷標志0RFTXRFIO下溢或RXFIFO溢出RFERR03HIEN0.RFERRIETCON.RFERRIF1ADC轉換結束ADC0BHIEN0.ADCIETCON.ADCIF2USART0RX完成URX013HIEN0.URX0IETCON.URX0IF3USART1RX完成URX11BHIEN0.URX1IETCON.URX1IF4AES加密/解密完成ENC23HIEN0.ENCIES0CON.ENCIF5睡眠計時器比較ST2BHIEN0.STIEIRCON.STIF6端口2輸入/USBP2INT33HIEN2.P2IEIRCON2.P2IF7USART0TX完成UTX03BHIEN2.UTX0IEIRCON2.UTX0IF8DMA傳送完成DMA43HIEN1.DMAIEIRCON.DMAIF9定時器1（16位）捕獲/比較/溢出T14BHIEN1.T1IEIRCON.T1IF10定時器2T253HIEN1.T2IEIRCON.T2IF11定時器3（8位）捕獲/比較/溢出T35BHIEN1.T3IEIRCON.T3IF12定時器4（8位）捕獲/比較/溢出T463HIEN1.T4IEIRCON.T4IF13端口0輸入P0INT6BHIEN1.P0IEIRCON.P0IF14USART1TX完成UTX173HIEN2.UTXIEIRCON2.UTX1IF15端口1輸入P1INT7BHIEN2.P1IEIRCON2.P1IF16RF通用中斷RF83HIEN2.RFIES1CON.RFIF17看門狗定時器溢出WDT8BHIEN2.WDTIEIRCON.WDTIF2CC2530中斷系統-23-中斷源與中斷向量

當相應的中斷源使能并發生時，中斷標志位將自動置1，然后程序跳往中斷服務程序的入口地址執行中斷服務程序。待中斷服務程序處理完畢后，由硬件清除中斷標志位

中斷服務程序的入口地址即中斷向量，CC2530的18個中斷源對應了18個中斷向量，中斷向量定義在頭文件“ioCC2530.h”中2CC2530中斷系統-24-中斷優先級

中斷優先級將決定中斷響應的先后順序，在CC2530中分為六個中斷優先組，即IPG0~IPG5，每一組中斷優先組中有三個中斷源

組中斷IPG0RFERRRFDMAIPG1ADCT1P2INTIPG2URX0T2UTX0IPG3URX1T3UTX1IPG4ENCT4P1INTIPG5STP0INTWDT2CC2530中斷系統-25-中斷優先級

中斷優先組的優先級設定由寄存器IP0和IP1來設置。CC2530的優先級有4級，即0~3級，其中0級的優先級最低，3級的優先級最高。

IP1_XIP0_X優先級000（優先級別最低）011102113（優先級別最高）其中X為六個中斷優先組IPG0~IPG5中的任何一個

。

設置IPG0優先級最高IP1_IPG0=1;IP0_IPG0=1;2CC2530中斷系統-26-中斷優先級

如果同時收到相同優先級或同一優先級組中的中斷請求時，將采用輪流檢測順序來判斷中斷優先級別的響應

2CC2530中斷系統-27-中斷優先級

中斷向量編號中斷名稱優先級排序0RFERR輪流探測順序為自上向下優先級依次降低16RF8DMA1ADC9T12URX010T23URX111T34ENC12T45ST13P0INT6P2INT7UTX014UTX115P1INT17WDT例如：在中斷優先級組IPG0中的中斷RFERR、RF和DMA的中斷優先級是相同的，如果同時使用這三個中斷，就需要使用輪流探測順序來判斷哪一優先級最高。由輪流探測順序表查得RFERR中斷優先級最高，RF中斷次之，DMA中斷與其他兩個中斷相比中斷優先級最低

2CC2530中斷系統-28-中斷處理過程

中斷發生時，CC2530硬件自動完成以下處理中斷申請：中斷源向CPU發出中斷請求信號（中斷申請一般需要在程序初始化中配置相應的中斷寄存器開啟中斷）

中斷響應：CPU檢測中斷申請，把主程序中斷的地址保存到堆棧，轉入中斷向量入口地址

中斷處理：按照中斷向量中設定好的地址，轉入相應的中斷服務程序

中斷返回：中斷服務程序執行完畢后，CPU執行中斷返回指令，把堆棧中保存的數據從堆棧彈出，返回原來程序

2CC2530中斷系統-29-中斷編程

中斷編程的一般過程如下：中斷設置：根據外設的不同，具體的設置是不同的，一般至少包含啟用中斷

中斷函數編寫；這是中斷編程的主要工作，需要注意的是，中斷函數盡可能的減少耗時或不進行耗時操作

以CC2530的外部中斷為例

//P0中斷標志清0P0IFG|=0x00;//P0.4有上拉、下拉能力

P0INP&=~0X30;//P0.4和P0.5中斷使能

P0IEN|=0x30;//P0.4和P0.5，下降沿觸發

PICTL|=0X01;//開中斷

EA=1;//端口0中斷使能

IEN1|=0X20;2CC2530中斷系統-30-中斷編程

中斷編程的一般過程如下：CC2530所使用的編譯器為IAR，在IAR編譯器中用關鍵字__interrupt來定義一個中斷函數。使用#progmavector來提供中斷函數的入口地址，并且中斷函數沒有返回值，沒有函數參數

#pragmavector=P0INT_VECTOR__interruptvoidP0_ISR

(void){//中斷程序代碼}2CC2530中斷系統-31-中斷編程

在中斷函數編寫中，當程序進入中斷服務程序之后，需要執行以下幾個步驟

：將對應的中斷關掉（不是必須的，需要根據具體情況來處理）；如果需要判斷具體的中斷源，則根據中斷標志位進行判斷（例如所有I/O中斷共用1個中斷向量，需要通過中斷標志區分是哪個引腳引起的中斷）清中斷標志（不是必須的，CC2530中中斷發生后由硬件自動清中斷標志位）處理中斷事件，此過程要盡可能的少耗時最后如果在第一步中關閉了相應的中斷源，需要在退出中斷服務程序之前打開對應的中斷//中斷函數入口地址#pragmavector=P0INT_VECTOR//定義一個中斷函數

__interruptvoidP0_ISR(void)