CC2530的串口通信原理与应用

深藏阁楼爱情的钟 2023-10-04 15:45 60阅读 0赞

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#### 目录 ####

*  1.CC2530的串口资源
 *   *  1.1.CC2530的UART串口引脚的映射关系
     *  1.2.PERCFG外设控制寄存器
 *  2.波特率的计算与设置
 *  3.串口0的UART初始化设置
 *  4.案例
 *   *  4.1.串口数据发送
     *  4.2.串口数据收发
     *  4.3.串口命令控制LED灯开关

## 1.CC2530的串口资源 ##

CC2530有两个串行通信接口：**异步UART模式：** USART0和**同步SPI模式：** USART1

对于每个**USART外设**，有**5个**相关的寄存器（x时USART的编号，0或1）

> **UxCSR：** USARTx 控制状态寄存器  
> **UxUCR：** USARTx UART控制寄存器  
> **UxGCR：** USARTx 通用控制寄存器  
> **UxBUF：** USARTx UART接受/发送数据缓冲区  
> **UxBAUD：** USARTx 波特率控制寄存器

### 1.1.CC2530的UART串口引脚的映射关系 ###

两个USART接口具有相同的功能，通过**PERCFG寄存器**可以设置两个USART接口对应外部I/O引脚的**映射关系**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzU0MzU1MTcy_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 1.2.PERCFG外设控制寄存器 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzU0MzU1MTcy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 2.波特率的计算与设置 ##

CC2530的波特率有BAUD\_E和BAUD\_M共同决定：  
![在这里插入图片描述][20210614210736626.png]  
F为系统时钟频率，16MHz或32MHz

> TI公司提供的数据手册中，给出了32MHz系统时钟频率下各种常用波特率的参数值  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzU0MzU1MTcy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
> 由计算公式可已计算出16MHz系统时钟频率下对应的参数值
> 
> 1.  16MHz下9600波特率的UxBAUD.BAUD\_M：U0BAUD = 59
> 2.  16MHz下9600波特率的UxGCR.BAUD\_E：U0GCR = 9

## 3.串口0的UART初始化设置 ##

void Init_Uart0(){
        
    
        //端口配置
        PERCFG &= ~0x01;    //将串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
        P0SEL = 0x0C;       //将P0_2和P0_3端口设置为外设功能
        
        /*======使用CC2530的内部16MHz晶振产生9600的波特率====*/
        
        //波特率配置
        U0BAUD = 59;
        U0GCR = 9;
        
        //流控配置
        U0UCR |= 0x80;      //禁止流控，8位数据，清楚缓冲器
        
        //串口模式配置
        U0CSR |= 0xC0;      //选择UART模式，使能接收器
    
        //中断配置
        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
    }

## 4.案例 ##

### 4.1.串口数据发送 ###

**要求：**

> 1.  USART0选择UART模式，波特率9600，I/O引脚映射到备用位置1
> 2.  利用看门狗定时器的定时功能实现1秒定时
> 3.  在看门狗中断服务模式中，由串口向上机位发送“Hello World!”，回车换行  
>     D5等作为数据发送指示灯，在字符串发送前点亮，字符串发送结束后熄灭  
>     ![在这里插入图片描述][20210614213726903.png]

**代码：**

#include "ioCC2530.h"
    
    #define D5 P1_3
    
    /*=============系统时钟切换16MHz→32MHz（32MHz更为准确）====================*/
    void Set_Clock_32M(){
        
      CLKCONCMD &= ~0x40;        //选择系统时钟源为32MHz晶振
      while(CLKCONCMD & 0x40);   //等待晶振稳定
      CLKCONCMD &= ~0x47;        //设置系统主时钟频率为32MHz
    }
    
    /*========================端口初始化函数====================================*/
    void Init_Port(){
        
      //初始化LED灯的I/O口
      P1SEL &= ~0x1B;            //P1_0、P1_1、P1_3和P1_4作为通用I/O口
      P1DIR |= 0x1B;             //P1_0、P1_1、P1_3和P1_4端口输出
      P1 &= ~0x1B;               //关灯D3~D6
    }
    
    /*==============================串口初始化函数==============================*/
    void Init_Uart0(){
        
      //设置串口引脚功能，将P0_2、P0_3设置成外设功能
      PERCFG &= ~0x01;
      P0SEL |= 0x0C;             
      //设置串口波特率：32MHz——9600  中文手册P144
      U0BAUD = 59;
      U0GCR = 8;
      //设置UART控制U0UCR
      U0UCR |= 0x80;
      //设置控制与状态寄存器
      U0CSR |= 0xC0;
    }
    
    /*===============看门狗初始化函数，设置为定时器模式=========================*/
    void Init_WDT(){
        
      WDCTL = 0x0C;
      INE2 |= 0x20;
      EA = 1;
    }
    
    /*==================看门狗定时1秒中断服务函数===============================*/
    #pragma vector = WDT_VECTOR
    __interrupt void Service_WDT(){
        
      WDTIF = 0;
      DS = 1;
      UR0_SendString("Hello World!\r\n");
      D5 = 0;
    }
    
    /*=====================串口字节发送函数=====================================*/
    void UR0_SendByte(unsigned char dat){
        
      U0DBUF = dat;
      while(UTX0IF == 0);
      UTX0IF = 0;
    }
    
    /*=============================串口字符发送函数=============================*/
    void UR0_SendString(unsigned char *str){
        
      while(*str != '\0'){
        
        UR0_SendByte(*str++);
      }
    }
    
    /*=====================================main函数=============================*/
    void main(){
        
      Set_Clock_32M();
      Init_Port();
      Init_Uart0();
      Init_WDT();
      while(1){
        }
    }

### 4.2.串口数据收发 ###

**要求：**

> 1.  USART0选择UART模式，波特率9600，I/O引脚映射到备用位置1
> 2.  串口接受到上位机的一个数据后，在原值上加1，发回上位机
> 3.  D3灯作为数据接受指示灯，在收到一个数据后，D3灯亮
> 4.  D5灯作为数据发送指示灯，在数据发送之前亮，在数据发送完成后，D3灯与D5灯同时熄灭  
>     ![在这里插入图片描述][20210614223558235.png]

**代码：**

#include "ioCC2530.h"
    
    #define D3 P1_0
    #define D5 P1_3
    
    /*=============系统时钟切换16MHz→32MHz（32MHz更为准确）====================*/
    void Set_Clock_32M(){
        
      CLKCONCMD &= ~0x40;        //中文手册P60
      while(CLKCONCMD & 0x40);   //中文手册P61
      CLKCONCMD &= ~0x47;        //中文手册P60
    }
    
    /*========================端口初始化函数====================================*/
    void Init_Port(){
        
      P1SEL &= ~0x1B;            //中文手册77
      P1DIR |= 0x1B;
      P1 &= ~0x1B;               //关灯D3~D6
    }
    
    /*==============================串口初始化函数==============================*/
    void Init_Uart0(){
        
      //设置串口引脚功能，将P0_2、P0_3设置成外设功能，中文手册P72、P77
      PERCFG &= ~0x01;
      P0SEL |= 0x0C;             
      //设置串口波特率：32MHz——9600  中文手册P144
      U0BAUD = 59;
      U0GCR = 8;
      //设置UART控制U0UCR，中文手册P146
      U0UCR |= 0x80;
      //设置控制与状态寄存器U0CSR，中文手册P145
      U0CSR |= 0xC0;              //UART模式
      //清除中断标志
      UTX0IF = 0;
      URX0IF = 0;
    }
    
    /*================================串口字节发送函数==========================*/
    void UR0_SendByte(unsigned char dat){
        
      U0DBUF = dat;
      while(UTX0IF == 0);
      UTX0IF = 0;
    }
    
    /*=========================串口数据接受完成的中断服务函数===================*/
    #pragma vector = URX0_VECTOR
    __interrupt void Service_UR0Recv(){
        
      D3 = 1;
      unsigned char tmp;
      tmp = U0DBUF;
      tmp++;
      D5 = 1;
      UR0_SendByte(temp);
      D3 = 0;
      D5 = 0;
    }
    
    /*=====================================main函数=============================*/
    void main(){
        
      Set_Clock_32M();
      Init_Port();
      Init_Uart0();
      while(1){
        }
    }

### 4.3.串口命令控制LED灯开关 ###

**要求：**

> 1.  USART0选择UART模式，波特率9600，I/O引脚映射到备用位置1
> 2.  命令字"0xA1"，点亮D4，操作完成后，返回"D4 is open!"
> 3.  命令字"0xA2"，关闭D4，操作完成后，返回"D4 is closed!"
> 4.  命令字"0xA1"，点亮D6，操作完成后，返回"D6 is open!"
> 5.  命令字"0xA1"，关闭D6，操作完成后，返回"D6 is closed!"  
>     ![在这里插入图片描述][20210615102203621.png]

**代码：**

#include "ioCC2530.h"
    
    #define D3 P1_0
    #define D4 P1_1
    #define D5 P1_3
    #define D6 P1_4
    
    unsigned char cmd = 0;        //存放上机位PC发送过来的数据
    
    /*=============系统时钟切换16MHz→32MHz（32MHz更为准确）====================*/
    void Set_Clock_32M(){
        
      CLKCONCMD &= ~0x40;        //选择系统时钟源为32MHz晶振
      while(CLKCONCMD & 0x40);   //等待晶振稳定
      CLKCONCMD &= ~0x47;        //设置系统主时钟频率为32MHz
    }
    
    /*========================端口初始化函数====================================*/
    void Init_Port(){
        
      //初始化LED灯的I/O口
      P1SEL &= ~0x1B;            //P1_0、P1_1、P1_3和P1_4作为通用I/O口
      P1DIR |= 0x1B;             //P1_0、P1_1、P1_3和P1_4端口输出
      P1 &= ~0x1B;               //关闭所有LED灯
    }
    
    /*==============================串口初始化函数==============================*/
    void Init_Uart0(){
        
      //端口相关的配置——设置TXD和RXD引脚的外设功能
      PERCFG &= ~0x01;           //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
      //波特率相关配置
      U0BAUD = 59;               //32MHz的系统时钟产生9600BPS的波特率
      U0GCR = 8;                 //16MHz——9,32MHz——8
      //串口属性相关配置——UART控制寄存器
      U0UCR |= 0x80;             //禁止流控，8位数据，清除缓冲器
      //串口属性相关配置——设置串口的工作模式：UART、使能接受
      U0CSR |= 0xC0;             //UART模式，使能接收器
      //串口中断相关配置——清除中断标志
      UTX0IF = 0;                //清除TX发送中断标志
      URX0IF = 0;                //清除RX接收中断标志
      //串口中断香瓜配置——使能串口中断接受
      URX0IF = 1;                //使能UART0的接收中断
      EA = 1;                    //使能总中断
    }
    
    /*================================串口字节发送函数==========================*/
    void UR0_Send_Byte(unsigned char dat){
        
      U0DBUF = dat;              //将要发送的1字节数据写入U0DBUF
      while(UTX0IF == 0);        //等待TX中断标志，即数据发送完成
      UTX0IF = 0;                //清除TX中断标志，准备下一次发送
    }
    
    /*=============================串口字符发送函数=============================*/
    void UR0_Send_String(unsigned char *str){
        
      while(*str != '\0'){
               //发送一个字符串
        UR0_SendByte(*str++);    //逐个发送字符串字节
      }
    }
    
    
    /*=========================串口数据接受完成的中断服务函数===================*/
    #pragma vector = URX0_VECTOR
    __interrupt void Service_UR0Recv(){
        
      cmd = U0DBUF;              //将控制命令字节从缓冲区取出
      F_UR0_Recv = 1;            //标志成功接收上位机的单字节命令
    }
    
    /*=============================命令控制LED灯开关============================*/
    void Control_LED(){
        
      switch(cmd){
        
        case 0xA1
          D4 = 1;
          UR0_Send_String("D4 is open!\r\n");
        break;
        case 0xA2
          D4 = 0;
          UR0_Send_String("D4 is closed!\r\n");
        break;
        case 0xB1
          D6 = 1;
          UR0_Send_String("D6 is open!\r\n");
        break;
    case 0xB2
          D6 = 0;
          UR0_Send_String("D6 is closed!\r\n");
        break;
      }
    }
    
    /*=====================================main函数=============================*/
    void main(){
        
      Init_Clock_32M();
      Init_Port();
      Init_Uart0();
      
      while (1){
        
        if (cmd != 0){
        
          control_LED();
        }
      }
    }

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