CC2530 串口通讯实验
实验内容
- 在电脑端通过串口控制LED模块上LED3的亮灭。
实验目的
- 了解串口工作原理；
- 了解无线传感网络数据传输的过程。
实验环境
实验所需硬件
| 序号 | 名称 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 电脑 | 1台 | 系统Windows7及以上 |
| 2 | CC2530底座模块 | 1个 | · |
| 3 | LED模块 | 1个 | · |
| 4 | CC Debugger 仿真器和连接线 | 1套 | · |
| 5 | USB线 | 1根 | · |
| 6 | USB转TTL模块 | 1个 | · |
| 7 | 杜邦线（母） | 3根 | · |
| 8 | 串口通信实验代码 | 1份 | · |
实验所需软件
- IAR 驱动安装步骤
- CC Debugger 驱动安装步骤
- Git软件下载(可选)
CC2530底座 & LED模块 & CC Debugger 仿真器和连接线
USB线
USB转TTL模块
实验要求
- 理解串口的工作原理；
- 掌握本次实验串口相关的寄存器的功能和配置方法；
- 实现CC2530和计算机的串口通信。
实验原理
串口介绍
UART0对应的外部设备IO引脚关系为：P0_2——RX，P0_3——TX。
UART1对应的外部设备IO引脚关系为：P0_5——RX，P0_4——TX。
在CC2530中，USART0和USART1是串行通信接口，它们能够分别运行于异步USART模式或者同步SPI模式。两个USART的功能是一样的，可以通过设置在单独的IO引脚上。
USART 模式的操作具有下列特点（在本次实验中，我们用到的是 UART0）：
- 8位或者9位负载数据；
- 奇校验、偶校验或者无奇偶校验；
- 配置起始位和停止位电平；
- 配置LSB或者MSB首先传送；
- 独立收发中断；
- 独立收发DMA触发。
CC2530配置串口的一般步骤：
- 配置IO，使用外部设备功能。此处配置P0_2和P0_3用作串口UART0；
- 配置相应串口的控制和状态寄存器。此处配置UART0的工作寄存器；
-
配置串口工作的波特率。此处配置为波特率为115200；串口的波特率设置可以从 CC2530的
datasheet中查得波特率由下式求得，具体波特率设置见表；
-
本次实验串口相关的寄存器或者标志位有：
U0CSR、U0GCR、U0BAUD、U0DBUF、UTX0IF。各寄存器功能如下表所示：
寄存器具体配置如下：
PERCFG = 0x00;//串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
P0SEL = 0x0C;//将P0_2和P0_3端口设置成外设功能
U0BAUD = 216;//16MHz的系统时钟产生115200BPS的波特率
U0GCR = 11;
U0UCR |= 0x80;//禁止流控，8位数据，清除缓冲器
U0CSR |= 0xC0;//选择UART模式，使能接收器
UTX0IF = 0;//清除TX发送中断标志
URX0IF = 0;//清除RX接收中断标志
URX0IE = 1;//使能URAT0的接收中断
EA = 1;//使能总中断
实验步骤
① 用杜邦线连接底座与USB转TTL模块，USB转TTL模块的TXD、RXD、GND分别连接到底座的RXD0/P0.2、TXD0/P0.3、GND。如下图：
② CC2530底座模块安装LED模块，用CC Debugger连接底座与计算机:
③ 轻按CCDebugger复位按键，指示灯变绿，表示连接正常。如下图:
④ 访问github，进入github界面后点击Code，Clone HTTPS安全链接，如下图所示：
⑤ 打开电脑终端，进入工作目录workspace (workspace 为工程文件夹所在目录)：
$ cd workspace
⑥ 运行clone命令：
git clone https://github.com/aiotcom/eps.git
下载目录至指定文件夹下。
如果提示“command not found”表示电脑没有安装Git，请至Git官网下载。
如果电脑没有安装 Git 软件，也可以进入Github，点击 Code -> DownLoad ZIP 下载所有工程代码。如下图所示：
如果电脑没有公网，可以进：D盘\实验教程与代码选择相应的代码。
⑦ 打开 IAR Embedded Workbench 工程软件，点击工具栏： File -> Open -> Workspace，选择工程文件：CC2530基础实验\6.串口通信\Usart.eww 并打开。
⑧ 点击Make按钮，重新编译文件，显示没有错误。
⑨ 点击Download and Debug按钮，将程序下载到模块中。
⑩ 点击X退出仿真模式。
⑪ 移除CC Debugger仿真器，采用USB线供电，并将USB转TTL模块连接到电脑。
⑫ 打开电脑端的串口调试助手，在串口号一栏中选择相应的COM口，设置参数如下，点击“打开”按钮开启串口工具，如下图所示：
⑬ USB线重新上电，串口调试助手显示如下图。
⑭ 取消以16进制发送。输入指令：LED3 on，LED3亮起；输入：LED3 off ，LED3 熄灭，如下图: 
代码讲解
① 程序目录结构，如下图。主要的工程文件是delay.c、Usart.c、LED.c、main.c。
② main.c：主函数main(),完成硬件的初始化，及整个代码逻辑控制，判断接收到相应的指令后，控制LED3的亮灭状态。
void main(void)
{
Hal_Init_32M();//初始化32M时钟
Init_Uart0();//初始化串口0，115200BPS的波特率
LED3_Init();//lED模块LED灯控制IO初始化
UR0SendString("LED3 on 点亮LED3\r\nLED3 off 熄灭LED3");
while(1)
{
if(UART0_RxCnt)
{
delay_ms(50);
if(strstr((void*)&USART0_RX_BUF[0],(char const*)"LED3 on")){
LED3_ON();
}
if(strstr((void*)&USART0_RX_BUF[0],(char const*)"LED3 off")){
LED3_OFF();
}
memset(USART0_RX_BUF,0,USART0_RX_SIZE);
UART0_RxCnt = 0;
}
}
}
③ UR0_RecvInt()为串口接收中断，每接收完成一个字节进入中断一次。
#pragma vector = URX0_VECTOR
__interrupt void UR0_RecvInt()
{
URX0IF = 0;//清除RX接收中断标志
USART0_RX_BUF[UART0_RxCnt++]=U0DBUF ;
if(UART0_RxCnt>(USART0_RX_SIZE-1)){
UART0_RxCnt = 0;
}
}
④ LED.c为LED驱动代码，本次实验调用LED3_Init()函数对LED3进行初始。LED3灯控制的IO进行初始化设置IO口输出模式。
void LED_Init(void)
{
P0DIR |= 0x0C;//P0.2、P0.3定义为输出
P1DIR |= 0xC0;//P1.6、P1.7定义为输出
LED_OFF();//初始化关闭LED灯
}
⑤ Usart.c为串口驱动，其中Init_Uart0()函数，对串口进行初始化，设置波特率，使用中断。
void Init_Uart0()
{
PERCFG = 0x00;//串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
P0SEL = 0x0C;//将P0_2和P0_3端口设置成外设功能
U0BAUD = 216;//32MHz的系统时钟产生115200BPS的波特率
U0GCR = 11;
U0UCR |= 0x80;//禁止流控，8位数据，清除缓冲器
U0CSR |= 0xC0;//选择UART模式，使能接收器
UTX0IF = 0;//清除TX发送中断标志
URX0IF = 0;//清除RX接收中断标志
URX0IE = 1;//使能URAT0的接收中断
EA = 1;//使能总中断
memset(USART0_RX_BUF,0,USART0_RX_SIZE);
}
常见问题
-
弹出警告窗口，不能下载程序。
- 请确认CCDebugger驱动否安装。
- 轻按CCDebugger仿真器的按键，指示灯不是绿色连接有问题。
- CCDebugger仿真器是否正常接入到底座，参考实验步骤第一步。
-
下载代码后程序没观察到实验现象。
- 请重新上电，或者按下底座上的复位按键。
- 模块没有安装稳妥。
实验思考
-
使用命令“turn on led3”、“turn on led3”控制LED3的状态。
-
在原代码基础，当接收、并执行命令后，向计算机返回当前灯的状态“灯己打开”、“灯己熄灭”。