基于 CC2530 的温度采集系统（未定稿）
前言
最近在自学 Zigbee，每天的主要是任务是：看博客，看 CC2530 的 datasheet 和实践，熟悉片上的 SFR 以及控制板子。
学和做内容包括：IO、外部中断、Timer1/3/4、串口实验、ADC温度的转换、看门狗、Sleep Timer 和 DMA。
之后做了一个综合的小实验，基于 CC2530 的温度监测系统，关于协议栈的部分还在学习，所以这个实验没有使用到协议栈。
实验目的
检验学习成果，熟悉 sfr 的配置和片上资源的使用。
实验工具
硬件；CC2530、CCDebug、串口线
软件：IAR Embedded Workbench、串口调试助手
要实现的功能
1. 系统每 2s 统计一次温度，由定时器1 来精确定时；
2. 温度需要通过多次采样减少误差；
3. 得到温度后通过串口发送给上位机；
4. 有看门狗复位的功能；
5. 采集温度和发送数据时都有指示灯。
编码设计
主要分 3 个文件：includes.h、init.h 和 main.c
[ includes.h ]
1 /* includes.h */ 2 /* 3 * 1.ioCC2530.h的包含 4 * 2.全局变量的定义 5 * 3.所有函数的声明 6 * 7 */ 8 9 #ifndef INCLUDES_H 10 #define INCLUDES_H 11 12 13 #include <ioCC2530.h> 14 15 16 #define YLED P1_0 17 #define BLED P1_1 18 19 #define LEDON 1 20 #define LEDOFF 0 21 22 23 unsigned char output[6] = {0}; // 温度格式："12.34\0" 24 unsigned char receive_char; // 25 26 27 void xtal_init(void); 28 29 void io_init(void); 30 31 void timer1_init(void); 32 33 void WDT_init(void); 34 35 void FeetDog(void); 36 37 void uart0_init(void); 38 39 void setTempSensor(void); 40 41 float adc_start(void); 42 43 void get_temperature(unsigned char *output); 44 45 void Uart_Send_String(unsigned char *Data); 46 47 void Delay(unsigned int n); 48 49 #endif
[ init.h ]
1 /* init.h */ 2 /* 3 * 硬件的初始化和函数定义 4 * 5 */ 6 7 #ifndef INIT_H 8 #define INIT_H 9 10 11 #include "includes.h" 12 13 extern unsigned char output[6]; 14 extern unsigned char receive_char; 15 16 17 // 系统时钟初始化 18 void xtal_init(void) 19 { 20 CLKCONCMD &= ~0x40; // 选择系统时钟源为 32MHz 晶振 21 while(CLKCONSTA & 0x40); // 等待晶振稳定 22 CLKCONCMD &= ~0x47; // 设置系统主频为 32MHz 23 } 24 25 // 设置电源模式，这个函数没有用到 26 // mode = 0, 1, 2, 3 27 void setPowerMode(unsigned char mode) 28 { 29 if(mode < 4) 30 { 31 CLKCONCMD &= 0xfc; // CLKCONCMD.mode = 0 32 CLKCONCMD |= mode; // 设置电源模式 33 PCON |= 0x01; // 启动设置的PM 34 } 35 } 36 37 // P0口初始化 38 void io_init(void) 39 { 40 P1SEL = 0x00; // 通用数字IO 41 P1DIR |= 0x03; // P1_0和P1_1为输出 42 YLED = LEDOFF; // 灭灯 43 BLED = LEDOFF; 44 } 45 46 // 串口0初始化 47 // 这些函数不通用，而且比宏定义耗资源 48 void uart0_init() 49 { 50 PERCFG = 0x00; // 位置1 P0口 51 P0SEL = 0x3c; // P0 用作串口 52 P2DIR &= ~0xc0; // P0 优先作为 UART0 53 54 U0CSR |= 0x80; // uart mode 55 U0GCR = 11; 56 U0BAUD = 216; // 115200 57 58 UTX0IF = 1; // UART0 TX 中断标志置位 59 U0CSR |= 0X40; // 允许接收 60 IEN0 |= 0x84; // IEN0.URX0IE = 1 61 } 62 63 // 串口接收中断 64 // 这里还没有实现控制 2530 的功能 65 #pragma vector = URX0_VECTOR 66 __interrupt void UART0_ISP(void) 67 { 68 EA = 0; 69 URX0IF = 0; 70 receive_char = U0DBUF; // y:start n:stop 71 Uart_Send_String(&receive_char); 72 Uart_Send_String("\r\n"); 73 EA = 1; 74 } 75 76 // 连接 ADC 和温感器 77 void setTempSensor(void) 78 { 79 TR0 = 0x01; // 连接起来 80 ATEST = 0x01; // 启动温感 81 } 82 83 // 启动 AD 转换 84 float adc_start() 85 { 86 unsigned int value; 87 ADCCON3 = 0x3e; // 选择 1.25V 为参考电压；14 位分辨率；片内采样 88 ADCCON1 |= 0x30; // 选择 ADC 的启动模式为手动 89 ADCCON1 |= 0x40; // 启动 AD 转换 90 while(!(ADCCON1 & 0x80)); // 等待转换结束 91 92 value = ADCL >> 2; // 低 2 位数字无效 93 value |= (((unsigned int)ADCH) << 6); 94 95 return ((value>>4) - 315); 96 } 97 98 void get_temperature(unsigned char *output) 99 { 100 unsigned int i; 101 float AvgTemp = 0; 102 for(i = 0 ; i < 64 ; i++) // 多次采样 103 { 104 AvgTemp += adc_start(); 105 AvgTemp = AvgTemp/2; //每次累加后除 2 106 } 107 AvgTemp /= 2; 108 109 output[0] = (unsigned char)(AvgTemp) / 10 + 48; //十位 110 output[1] = (unsigned char)(AvgTemp) % 10 + 48; //个位 111 output[2] = '.'; //小数点 112 output[3] = (unsigned char)(AvgTemp*10) % 10 + 48; //十分位 113 output[4] = (unsigned char)(AvgTemp*100) % 10 + 48; //百分位 114 output[5] = '\0'; //字符串结束符 115 } 116 117 // 从串口发送字符串 118 void Uart_Send_String(unsigned char *Data) 119 { 120 BLED = LEDON; // 发送时蓝灯亮 121 while(*Data != '\0') 122 { 123 U0DBUF = *Data++; 124 while(UTX0IF == 0); // 等待发送结束 125 UTX0IF = 0; // 清除发送中断标志 126 } 127 BLED = LEDOFF; // 发送结束了 128 } 129 130 // 定时器1初始化 131 /* 组合模式： 132 * 2s 62500 0xf424 133 * 1s 31250 0x7a12 134 * 0.5s 15625 0x3d09 135 */ 136 void timer1_init() 137 { 138 setTempSensor(); // 随带配置温感 139 EA = 1; // 开启系统总中断 140 T1IE = 1; // 开启定时器1中断 141 TIMIF |= 0x40; // Timer 1 overflow interrupt mask 142 143 CLKCONCMD &= (~0x38); 144 CLKCONCMD |= 0x18; // 设置定时器1的频率为 4MHz 145 146 T1CCTL0 |= 0x44; // 通道0 比较模式 147 148 149 T1CTL = 0x0e; // 128分频，模模式 150 T1STAT |=0x021; // 通道0，中断有效 151 152 T1CC0L = 0x2a; 153 T1CC0H = 0xf4; // 计数 2s 154 155 T1IF = 0; // 清除定时器1的中断标志 156 T1STAT = 0x00; // 清除通道0的中断标志 157 } 158 159 // 定时器1溢出中断 160 // 采集温度并通过串口发送到上位机 161 #pragma vector = T1_VECTOR 162 __interrupt void T1_ISR(void) 163 { 164 YLED = LEDON; // 采集温度时黄灯亮 165 EA = 0; 166 T1IF = 0; // 清除 T1 中断标志 167 168 get_temperature(output); // 获取温度，存在全局变量 output 中 169 Uart_Send_String(output); // 串口送出 170 Uart_Send_String("℃\r\n"); // 输出符号和换行 171 172 YLED = LEDOFF; // 黄灯熄灭 173 EA = 1; 174 } 175 176 // 看门狗模式，1s复位 177 void WDT_init(void) 178 { 179 WDCTL = 0x00; // INT(10) = 00 1s 180 // mode(2) = 0 WDT mode 181 WDCTL |= 0x08; // EN(3) = 1 182 } 183 184 // 喂狗 185 void FeetDog(void) 186 { 187 WDCTL = 0xa0; 188 WDCTL = 0x50; 189 } 190 191 // 这个函数没有使用 192 void Delay(unsigned int n) 193 { 194 unsigned int i; 195 for(i=0;i<n;i++); 196 for(i=0;i<n;i++); 197 for(i=0;i<n;i++); 198 for(i=0;i<n;i++); 199 for(i=0;i<n;i++); 200 } 201 202 #endif
[ main.c ]
1 #include <ioCC2530.h> 2 #include "includes.h" 3 #include "init.h" 4 5 6 int main( void ) 7 { 8 // 片上资源初始化 9 xtal_init(); 10 io_init(); 11 uart0_init(); 12 timer1_init(); 13 WDT_init(); 14 15 // 定时器溢出 -> 采集温度数据 -> 串口输出 16 // 串口收到字符进入中断... 17 18 EA = 1; 19 20 while(1){ 21 FeetDog(); 22 } 23 return 0; 24 }
实验结果
实验中遇到的主要问题
1）定时器T1 的准确定时
系统默认主频是 16MHz，如果使用 128 分频和自由运行模式，计算下来溢出时间是：
128/16000000*65536 = 0.524288，这个值 ≈ 0.5s，但是不够精确。
所以我采用了模模式，系统主频 32MHz，定时器 4MHz，128 分频，计数值从 0x0000 到 0xf424
2）自己的粗心
定时器1 采用模模式，使用方法有些许异于自由运行模式，看下面这段我从网上摘来的话：
模模式需要开启通道0的输出比较模式，否则计数器只有到了0XFF时才会产生溢出中断（相应的产生溢出标志），
也就是如果没有设置通道0的输出比较模式，计数器的值到达T1CC0后，不会产生溢出中断（相应的溢出标志不会置1），这点需要特别注意。
难怪我一直不能溢出啊，于是我在 timer_init(void) 定时器1初始化函数中添加了下面的两句：
T1CCTL0 |= 0x40; // 通道0 比较模式 T1STAT |=0x021; // 通道0，中断有效
为什么还是不能溢出呢，我明明“写对”了啊！？后来经过多次尝试和阅读别人的代码，我回去看了手册：
我把 T1CCTL0.IM 置了位，也就是通道0 的中断屏蔽位，但是却粗心地把 mode 给遗忘了，我对不起你啊mode：
T1CCTL0 |= 0x44; // 通道0 比较模式
3）温度的确定，见代码
应该改进的地方
在看TI官方的例程的时候，发现人家关于硬件初始化的代码中，使用到了很多的宏，而且可以通用，不像我的代码，泪流满面，惨不忍睹。应该珍惜有限的资源。
最重要的体悟
多去阅读手册和实践，这是多么痛的领悟啊。
