課時教案課程：單片機技術與應用-基于CC2530的ZigBee技術開發與應用課題測量外部電壓值課時8教學目標知識：1.理解ADC的工作模式2.理解光敏傳感器與CC2530芯片的電路工作原理3.掌握傳感數據采集函數的編程設計思想技能：1.會分析任務，確定任務知識點2.會編寫任務中各種初始化函數3.會使用CCDebugger仿真下載器及串口調試工具進行仿真演示素質：1.具備守紀律，講規矩的優秀品質，做遵規守紀的明白人。2.具備嚴謹求實、認真負責、踏實敬業的工作態度重點任務中初始化函數的設計難點功能函數的設計教法小組合作問題探究學法自主探究教具試驗多媒體、PPT課件教學過程問題設計及知識點師生互動設計（問題與任務）CC2530片內溫度測量【任務描述】基于ZigBee模塊，編程實現測量CC2530芯片外部光敏傳感器的電壓。將光敏傳感器安裝到ZigBee模塊上，光線的強弱轉換成電壓的高低，經ADC轉換以后通過串口將電壓值發送給計算機，并通過串口調試軟件讀取電壓值。要求：1）每隔2s采集光照度數據，并將數據轉換成電壓通過串口發送，每次采集LED1閃爍。2）使用定時器1中斷方式來控制定時時間，定時器1參數配置要求采用32分頻，自由運行模式。3）串口通信要求使用串口0的備用位置1:P0_2(RX),P0_3(TX)，波特率115200，奇偶校驗無，1位停止位，8位數據位，流控無。4）光敏傳感器插在ZigBee實訓模塊的傳感器插槽上，查看相關的電路圖和數據手冊，設置采集光敏傳感器的引腳初始化和ADC相關參數，ADC要求配置為：3.3V電壓(AVDD5引腳)、128位抽取率、AIN0單通道?！救蝿辗治觥?.知識分析定時通過串口發送外部電壓值，需要掌握定時器、串口發送等相關知識，要應用單片機外設ADC模塊測量外部電壓，必須明確ADC工作模式。2.設備分析實訓任務選擇ZigBee實訓模塊，要會識讀此實訓模塊電路圖，并理解此模塊與測量光敏傳感器輸出電壓電路工作原理。3.技能分析定時通過串口輸出測量電壓值，必須會運用IAR軟件進行編程，并能夠編譯、鏈接、調試程序；會利用CCDebugger仿真下載器，將仿真器的下載線連接到ZigBee實訓模塊與電腦，利用串口調試工具進行仿真演示?！局R儲備】一、電路分析將光敏傳感器安裝到ZigBee模塊上，電路連接如圖5-2-1所示，光敏電阻的阻值大小會根據環境光線的變化而變化，經串聯的電阻R16分壓后連接到CC2530的19引腳。第19引腳是CC2530的片內ADC模塊的0通道輸入端，通過測量電壓輸入的電壓來感知環境光照的強弱。二、程序設計分析將光敏傳感器模塊安裝在ZigBee實訓模塊上，光敏電阻的阻值大小會按照環境光線的變化而變化，連接在CC2530的19腳。第19腳是CC2530的片內ADC模塊的0通道(P0_0腳)輸入端，通過測量電壓輸入的電壓來感知環境光照的強弱。程序設計流程圖：【任務指導】1.搭建開發環境1）新建工作區，工作區名為：work5_2。2）新建工程，工程名為：project5_2。3）新建源程序文件，命名為test5_2.c。4）將test5_2.c文件添加到project5_2工程中。5）按鍵CTRL+S保存工作區。6）配置工程選項，“Project”->“Options”->“GeneralOptions”，“Device”->“TexasInstruments”->“CC2530F256”。7）配置linker,勾選Overridedefault8）配置Debugger，“Debugger”->“Setup”->“Driver”->“TexasInstruments”。2.在編輯窗口設計程序引入CC2530必要的頭文件“iocc2530.h”，定義相關變量等。/*包含頭文件*/#include<iocc2530.h>#include<string.h>/*宏定義*/#defineLED1P1_0#defineuint16unsignedshort/*定義變量*/intcount=0;//統計定時器溢出次數charoutput[8];//存放轉換成字符形式的傳感器數據uint16flamgas_val;//ADC采集結果/*聲明函數*/voidInitCLK(void);//系統時鐘初始化函數，為32MHzvoidInitUART0();//串口0初始化voidInitT1();//定時器1初始化voidDelay(intdelaytime);//延時函數unsignedshortGet_adc();//ADC采集voidUart_tx_string(char*data_tx,intlen);//往串口發送指定長度的數據voidInitLED(void);//燈的初始化/*定義函數*/voidInitCLK(void){CLKCONCMD&=0x80;while(CLKCONSTA&0x40);}voidInitLED(){P1SEL&=~0x01;//設置P1_0、P1_1為GPIO口P1DIR|=0x01;//設置P1_0和P1_1為輸出LED1=0;//設置LED1和LED2的初始狀態}voidInitT1(){T1CTL=0X09;//32分頻，自由運行模式（1001）T1IE=1;//使能定時器1中斷TIMIF|=0x40;//不產生定時器1的溢出中斷EA=1;}voidInitUART0(){U0CSR|=0X80;//串口模式PERCFG|=0x00;//USART0使用備用位置1P0_2P0_3P0SEL|=0X0C;//設置P0_2P0_3為外設U0UCR|=0X80;//流控無8位數據位無奇偶校驗1位停止位U0GCR=11;//設置波特率為115200（見書上對應表）U0BAUD=216;UTX0IF=0;EA=1;}voidInitADC(){APCFG|=1;//設置P0_0為模擬端口P0SEL|=0x01;//設置P0_0為外設P0DIR&=~0x01;//設置P0_0為輸入方向ADCCON3=0x90;//設置參考電壓3.3V128抽取率使用AIN0通道}uint16Get_adc(){while(!ADCIF);ADCIF=0;unsignedlongvalue;value=ADCH;value=value<<8;value|=ADCL;value=value*330;//VALUE*3.3v/32768value=value>>15;return(uint16)value;}voidUart_tx_string(char*data_tx,intlen){unsignedintj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*data_tx++;while(UTX0IF==0);UTX0IF=0;}}#pragmavector=T1_VECTOR__interruptvoidt1(){T1IF=0;//清除定時器1中斷標志count++;//累加中斷次數if(count>=31)//定時2秒到{LED1=~LED1;//LED1燈翻轉count=0;//計數值清零flamgas_val=Get_adc();output[0]=flamgas_val/100+'0';output[1]='.';output[2]=flamgas_val/10%10+'0';output[3]=flamgas_val%10+'0';output[4]='V';output[5]='\r';output[6]='\n';output[7]='\0';Uart_tx_string("光敏傳感器電壓值：",sizeof("光敏傳感器電壓值："));Uart_tx_string(output,8);//發送傳感數據到串口}}voidmain(){InitCLK();//系統時鐘32MInitLED();//燈的初始化InitT1();//定時器初始化InitUART0();//串口初始化InitADC();//ADC初始化while(1);}3.編譯、分析、調試程序編譯、下載程序。編譯無錯后，將CCDebugger與ZigBee模塊相連，并分別連接到電腦，下載程序，通過串口查看光敏傳感器電壓值。教師引導學生分析任務學生復習鞏固所學知識小組合作探究教師指導教師引導學生設計程序設計流程圖學生依據任務要求搭建開發環境學生編寫程序：引入頭文件，定義相關變量，聲明相關函數小組合作依據前面所學設計任務中初始化函數教師巡視指導總結評價教師引導學生理解采用函數的設計思路小組合作設計T1中斷服務函數學生設計主函數動手操作，實現功能教師總結評價新知應用將光敏傳感器安裝到ZigBee模塊上，光線的強弱轉換成電壓的高低，經ADC轉換以后通過串口將電壓值發送給計算機，并通過串口調試軟件讀取電壓值。要求：1）每隔3s采集光照度數據，并將數據轉換成電壓通過串口發送，每次采集LED2閃爍。2）使用定時器1中斷方式來控制定時時間，定時器1參數配置要求采用32分頻，模模式，溢出周期為50ms.3）串口通信要求使用串口0的備用位置1:P0