基于 CC2530 的温度采集系统（未定稿）

前言

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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

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检验学习成果，熟悉 sfr 的配置和片上资源的使用。

实验工具

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硬件；CC2530、CCDebug、串口线

软件：IAR Embedded Workbench、串口调试助手

要实现的功能

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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

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主要分 3 个文件：includes.h、init.h 和 main.c

[ includes.h ]

 /*  includes.h  */
 /*
  * 1.ioCC2530.h的包含
  * 2.全局变量的定义
  * 3.所有函数的声明
  *
  */

 #ifndef INCLUDES_H
 #define INCLUDES_H

 #include <ioCC2530.h>

 #define YLED  P1_0
 #define BLED  P1_1

 #define LEDON  1
 #define LEDOFF 0

 unsigned char output[] = {};  // 温度格式："12.34\0"
 unsigned char receive_char;     //

 void xtal_init(void);

 void io_init(void);

 void timer1_init(void);

 void WDT_init(void);

 void FeetDog(void);

 void uart0_init(void);

 void setTempSensor(void);

 float adc_start(void);

 void get_temperature(unsigned char *output);

 void Uart_Send_String(unsigned char *Data);

 void Delay(unsigned int n);

 #endif

[ init.h ]

 /*  init.h  */
 /*
  * 硬件的初始化和函数定义
  *
  */

 #ifndef INIT_H
 #define INIT_H

 #include "includes.h"

 extern unsigned char output[];
 extern unsigned char receive_char;

 // 系统时钟初始化
 void xtal_init(void)
 {
     CLKCONCMD  &= ~0x40;        // 选择系统时钟源为 32MHz 晶振
     while(CLKCONSTA & 0x40);    // 等待晶振稳定
     CLKCONCMD &= ~0x47;         // 设置系统主频为 32MHz
 }

 // 设置电源模式，这个函数没有用到
 // mode = 0, 1, 2, 3
 void setPowerMode(unsigned char mode)
 {
     if(mode < )
     {
         CLKCONCMD &= 0xfc;      // CLKCONCMD.mode = 0
         CLKCONCMD |= mode;      // 设置电源模式
         PCON |= 0x01;           // 启动设置的PM
     }
 }

 // P0口初始化
 void io_init(void)
 {
     P1SEL  = 0x00;              // 通用数字IO
     P1DIR |= 0x03;              // P1_0和P1_1为输出
     YLED   = LEDOFF;            // 灭灯
     BLED   = LEDOFF;
 }

 // 串口0初始化
 // 这些函数不通用，而且比宏定义耗资源
 void uart0_init()
 {
     PERCFG = 0x00;              // 位置1 P0口
     P0SEL  = 0x3c;              // P0 用作串口
     P2DIR &= ~0xc0;             // P0 优先作为 UART0

     U0CSR |= 0x80;              // uart mode
     U0GCR  = ;
     U0BAUD = ;               //

     UTX0IF = ;                 // UART0 TX 中断标志置位
     U0CSR |= 0X40;              // 允许接收
     IEN0 |= 0x84;               // IEN0.URX0IE = 1
 }

 // 串口接收中断
 // 这里还没有实现控制 2530 的功能
 #pragma vector = URX0_VECTOR
 __interrupt void UART0_ISP(void)
 {
     EA = ;
     URX0IF = ;
     receive_char = U0DBUF;      // y:start  n:stop
     Uart_Send_String(&receive_char);
     Uart_Send_String("\r\n");
     EA = ;
 }

 // 连接 ADC 和温感器
 void setTempSensor(void)
 {
     TR0 = 0x01;                 // 连接起来
     ATEST = 0x01;               // 启动温感
 }

 // 启动 AD 转换
 float adc_start()
 {
     unsigned int value;
     ADCCON3  = 0x3e;            // 选择 1.25V 为参考电压；14 位分辨率；片内采样
     ADCCON1 |= 0x30;            // 选择 ADC 的启动模式为手动
     ADCCON1 |= 0x40;            // 启动 AD 转换
     while(!(ADCCON1 & 0x80));   // 等待转换结束

     value  = ADCL >> ;         // 低 2 位数字无效
     value |= (((unsigned int)ADCH) << );

     return ((value>>) - );
 }

 void get_temperature(unsigned char *output)
 {
     unsigned int i;
     float AvgTemp = ;
     for(i =  ; i <  ; i++)   // 多次采样
     {
         AvgTemp += adc_start();
         AvgTemp  = AvgTemp/;   //每次累加后除 2
     }
     AvgTemp /= ;

     output[] = (unsigned char)(AvgTemp) /  + ;         //十位
     output[] = (unsigned char)(AvgTemp) %  + ;         //个位
     output[] = '.';                                        //小数点
     output[] = (unsigned char)(AvgTemp*) %  + ;      //十分位
     output[] = (unsigned char)(AvgTemp*) %  + ;     //百分位
     output[] = '\0';                                       //字符串结束符
 }

 // 从串口发送字符串
 void Uart_Send_String(unsigned char *Data)
 {
     BLED = LEDON;               // 发送时蓝灯亮
     while(*Data != '\0')
     {
         U0DBUF = *Data++;
         while(UTX0IF == );     // 等待发送结束
         UTX0IF = ;             // 清除发送中断标志
     }
     BLED = LEDOFF;              // 发送结束了
 }

 // 定时器1初始化
 /* 组合模式：
  *   2s  62500  0xf424
  *   1s  31250  0x7a12
  * 0.5s  15625  0x3d09
 */
 void timer1_init()
 {
     setTempSensor();            // 随带配置温感
     EA = ;                     // 开启系统总中断
     T1IE = ;                   // 开启定时器1中断
     TIMIF |= 0x40;              // Timer 1 overflow interrupt mask

     CLKCONCMD &= (~0x38);
     CLKCONCMD |= 0x18;          // 设置定时器1的频率为 4MHz

     T1CCTL0 |= 0x44;            // 通道0 比较模式

     T1CTL = 0x0e;               // 128分频，模模式
     T1STAT |=0x021;             // 通道0，中断有效

     T1CC0L = 0x2a;
     T1CC0H = 0xf4;              // 计数 2s

     T1IF = ;                   // 清除定时器1的中断标志
     T1STAT = 0x00;              // 清除通道0的中断标志
 }

 // 定时器1溢出中断
 // 采集温度并通过串口发送到上位机
 #pragma vector = T1_VECTOR
 __interrupt void T1_ISR(void)
 {
     YLED = LEDON;               // 采集温度时黄灯亮
     EA = ;
     T1IF = ;                   // 清除 T1 中断标志

     get_temperature(output);    // 获取温度，存在全局变量 output 中
     Uart_Send_String(output);   // 串口送出
     Uart_Send_String("℃\r\n"); // 输出符号和换行

     YLED = LEDOFF;              // 黄灯熄灭
     EA = ;
 }

 // 看门狗模式，1s复位
 void WDT_init(void)
 {
     WDCTL  = 0x00;              // INT(10) = 00  1s
                                 // mode(2) = 0   WDT mode
     WDCTL |= 0x08;              //   EN(3) = 1
 }

 // 喂狗
 void FeetDog(void)
 {
     WDCTL = 0xa0;
     WDCTL = 0x50;
 }

 // 这个函数没有使用
 void Delay(unsigned int n)
 {
     unsigned int i;
     for(i=;i<n;i++);
     for(i=;i<n;i++);
     for(i=;i<n;i++);
     for(i=;i<n;i++);
     for(i=;i<n;i++);
 }

 #endif

[ main.c ]

 #include <ioCC2530.h>
 #include "includes.h"
 #include "init.h"

 int main( void )
 {
     // 片上资源初始化
     xtal_init();
     io_init();
     uart0_init();
     timer1_init();
     WDT_init();

     // 定时器溢出 -> 采集温度数据 -> 串口输出
     // 串口收到字符进入中断...

     EA = ;

     while(){
         FeetDog();
     }
     return ;
 }

实验结果

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实验中遇到的主要问题

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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

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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

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多去阅读手册和实践，这是多么痛的领悟啊。