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02_CC2530 + LED流水灯

时间:2024-11-02 14:46:34浏览次数:5  
标签:02 P0 定时器 LED 中断 void CC2530 寄存器

CC2530 + LED流水灯

前言

​ 在搭建ZigBee定位系统前,先通过几个基础案例熟悉CC2530的一些外设寄存器编程方式。CC2530基础篇由LED流水灯(按键控制启停、定时器中断方式)定时器与Delay_ms延时函数Uart收发信息三章组成。

按键控制启停–通用I/O中断

硬件电路说明

​ 单片机程序的编写,需要考虑到开发板实际的电路设计。由于市面上的ZigBee开发板种类丰富,作者仅根据自己手中开发板进行讲解,所写代码仅供读者参考,但能保证在作者开发板上成功运行。本篇需要了解开发板上的LED电路按键电路

LED电路

​ 如下图所示,有D1D2D3POW四个LED灯,分别接在P1端口的1、2号引脚、P0端口的4号引脚和GND

其中POW灯一端接VDD3V3,另一端接GND,因此当板子上电即自动导通。D1D2D3仅当对应引脚设置输出低电平时导通。

在这里插入图片描述

KEY电路

​ 如下图所示,有S1S2S3三个按键,分别与CC2530P0_1(P0端口1号引脚)、P2_0以及RESET连接。当按键按下时,引脚与GND连接,会产生一个下降沿(高电平—>低电平)。

在这里插入图片描述

I/O端口

CC2530有21个数字输入/输出引脚,可以配置为通用数字I/O外设I/O信号,配置为连接到ADC、定时器或 USART 外设。这些 I/O 口的用途可以通过一系列寄存器配置,由用户软件加以实现。

通用I/O

​ 用作通用 I/O 时,引脚可以组成 3 个 8 位端口,端口 0、端口 1 和端口 2,表示为 P0、P1 和 P2。其中,P0 和 P1 是完全的 8 位端口。

​ 要使用通用I/O功能,需要用到以下寄存器:

  • 所有的端口均可以通过 SFR(特殊功能寄存器): P0、P1 和 P2 直接寻址和字节寻址
  • 寄存器 PxSEL,其中 x 为端口的标号 0~2,用来设置端口的每个引脚为通用 I/O 或者是外部设备 I/O 信号。
  • 寄存器 PxDIR 来设置每个端口引脚为输入或输出
  • 用作输入时,通用 I/O 端口引脚可以设置为上拉、下拉或三态操作模式。复位之后,所有的端口均设置为带上拉的输入。要取消输入的上拉或下拉功能,就要将 PxINP 中的对应位设置为 1

下面是P0端口相关的寄存器: (直观了解)

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

通用I/O中断

​ 通用 I/O 引脚设置为输入后,可以用于产生中断。中断可以设置在外部信号的上升或下降沿触发。P0、P1 或 P2 端口都有中断使能位。控制端口中断使能的寄存器如下:

  • IEN1.P0IE: P0中断使能

  • IEN2.P1IE: P1中断使能

  • IEN2.P2IE: P2中断使能

    控制位中断使能寄存器如下:

  • PxIEN: Px中断使能, x为0-2

    此外还有用于保存中断标志触发沿设置的寄存器:

  • PICTL: P0、P1和P2触发沿设置

  • PxIFG: Px中断标志, x为0-2

    了解完通用I/O中断,还不足以成功使用配置中断。事实上,在CC2530中,配置中断有一个基本的固定流程,将在下一小节进行介绍。

中断屏蔽

在这里插入图片描述

​ 根据CC2530数据手册,为了使能任一中断,有以上基本流程。

具体代码讲解

LED.h
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#define LED1 P1_0       // 定义LED1 为P1_0
#define LED2 P1_1		// 定义LED2 为P1_1
#define LED3 P0_4		// 定义LED3 为P0_4
// 函数声明
void LED_Init(void);
void LED_Flow(void);
void LED_OFF(void);
#endif
LED.c
#include <ioCC2530.h>    // CC2530头文件 里头是各种寄存器的定义
#include "LED.h"
#include "delay.h"
/**
* @brief 初始化LED
*/
void LED_Init(void)
{
  	P1SEL &= ~0x03; 
	P0SEL &= ~0x10;
	P1DIR |= 0x03;  // P1_0 P1_1 设置为输出
	P0DIR |= 0x10;  // P0_4 设置为输出
	LED1 = 1;
	LED2 = 1;
	LED3 = 1;
}

/**
* @brief LED流水灯
*/
void LED_Flow(void)
{
	LED3 = !LED3;  // 转换状态
	Delay_ms(5000);  // 延时
	LED2 = !LED2;
	Delay_ms(5000);
	LED1 = !LED1;
	Delay_ms(5000);
}

/**
* @brief 关闭所有LED
*/
void LED_OFF(void)
{
	LED1 = 1;
	LED2 = 1;
	LED3 = 1;
}
LED_Init()函数详解:
P1SEL &= ~0x03;  // &= 11111100(B)  实际是将P1的0号引脚和1号引脚的功能选择位置0,即选择通用I/O功能

在这里插入图片描述

P0SEL &= ~0x10;  // &= 11101111(B)  将P0的4号引脚的功能选择位置零, 同上

在这里插入图片描述

P1DIR |= 0x03;   // |= 00000011  将P1的0号和1号引脚设置为输出模式

在这里插入图片描述

P0DIR |= 0x10;  // |= 00010000  将P0的4号引脚设置为输出模式,同上不放寄存器的表了
LED1 = 1;   // 设置为高电平 关灯 由于硬件是低电平驱动
LED2 = 1;	// 默认关灯
LED3 = 1;	// 默认关灯
  • Note: 要向用CC2530的外设功能,首先需要根据其数据手册,找到相应寄存器,并正确配置。以后的章节中,将不一一对照代码找到寄存器表,仅说明配置的流程以及相应的寄存器。因为寄存器数量太多,全部找出来放上去不如直接翻数据手册。此次找出是为了让读者直观体会到裸机开发寄存器的重要性,以及LED驱动代码所涉及的寄存器较少,比较适合用于教程。值得注意的是,在以后所有的CC2530开发中,基本流程都与LED流水灯类似,无非就是外设不同用到的寄存器不同,功能越复杂的外设,其需要配置的寄存器更多。
delay.c
#include "delay.h"

void Delay_ms(unsigned int time)   // 实际上不精确
{
	unsigned char n;
	while(time > 0)
	{
		for(n=0; n<187;++n)
	  	{
			asm("nop");
		}
		time--;
	}
}

Delay_ms()函数,延时1ms,通过循环执行空指令达到延时目的,并不准确,后续在定时器与Delay函数的章节中,会有准确的Delay_ms()函数实现。

delay.h
#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H
void Delay_ms(unsigned int time);
#endif
Key.c
#include <ioCC2530.h>
#include "Key.h"
#include "delay.h"
unsigned int key_flag = 0;
/**
* @brief 按键初始化函数 开启P0_1 外部中断
*/
void Key_Init(void)
{
  	P0IF = 0;  // 1. 清除中断标志
    P0IE = 1;  // 2. 使能P0中断  IEN1寄存器
  	P0IEN |= 0x02;  // 3. 使能P0_1 中断 SFR寄存器
	EA = 1;  // 4. 使能全局中断
    PICTL |= 0x02;  // 配置P0 下降沿触发中断   
	return;
}

/**
* @brief P0 中断服务函数  5.
*/
#pragma vector = P0INT_VECTOR
__interrupt void P0_ISR(void)
{
  if(P0IFG > 0)  // P0IFG是端口0 的标志寄存器 共八位 对应引脚 7-0
  {
	P0IFG = 0x00;   // 清除标志位
	Delay_ms(50);   // 延时用于按键消抖
	key_flag = ~key_flag;  // 按下按钮后状态 按键状态改变
  }
  P0IF = 0;  // 清除 标志位 IRCON寄存器中 这个寄存器汇总了外设 端口0 定时器1-4 以及DMA中断标志等
}

​ 从按键初始化代码中可以看出,要使能一个中断,应遵循上一节的五个基本步骤(具体看中断屏蔽)。

  • Note: 值得一提的是 对于CC2530的中断服务函数有其独特的写法
#pragma vector = <中断向量>
__interrupt void <函数名>(void)
{
 	函数体
}

​ 其中的中断向量,定义在<ioCC2530.h>文件中,如下图所示

在这里插入图片描述

Key.h
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#define KEY1 P0_1
extern unsigned int key_flag;
void Key_Init(void);
#endif
main.c
#include <ioCC2530.h>
#include "LED.h"
#include "key.h"

void main(void)
{
  	LED_Init();  // LED初始化
	Key_Init();  // 按键初始化
	while(1)
	{
		if(key_flag == 0)
			LED_OFF();  // 关灯
		else
			LED_Flow();  // 流水灯
	}
}

主函数中,先初始化LED按键, 然后根据按键状态,开始流水灯或者关掉所有LED灯。

定时器中断方式

​ 由于单纯用循环执行空指令的延时函数并不精确,为了更加精确地控制流水灯闪烁,方法之二是利用定时器功能实现延时函数直接利用定时器中断改变LED灯的状态

定时器T1

定时器T1包括一个16位计数器,当32MHz晶振用作系统时钟源时,定时器T1可以使用的最低时钟频率是1953.125Hz,最高是32 MHz。当16MHz RC 振荡器用作系统时钟源时,定时器T1可以使用的最高时钟频率是16MHz。

​ 可以通过两个8位的SFR读取16位的计数器值:

  • T1CNTH: 计数器值高位字节
  • T1CNTL: 计数器值低位字节
  • 值得注意的是: 当读取T1CNTL时,计数器的高位字节在那时被缓冲到T1CNTH,以便高位字节可以从T1CNTH中读出。因此T1CNTL 必须总是在读取T1CNTH之前首先读取。
模模式

​ 当定时器运行在模模式,16位计数器从0x0000开始,每个活动时钟边沿增加 1。当计数器达到 T1CC0(溢出),寄存器 T1CC0H:T1 CC0L 保存的最终计数值,计数器将复位到 0x0000,并继续递增。如果设置了相应的中断屏蔽位 TIMIF.OVFIM 以及 IEN1.T1EN,将产生一个中断请求。

​ 使用定时器T1模模式,需要配置以下寄存器:

  • T1CTL: 定时器控制寄存器
  • T1CC0HT1CC0L: 保存最终的计数值
  • T1CCTL0 : 定时器1通道0 捕获/比较控制,使用定时器1模计数时,必须使能 T1CCTL0.MODE =1
  • TIMIF: 定时器 1 /3/4 联合中断屏蔽/标志
  • T1EN: 定时器1中断使能
时钟配置

​ 定时器的工作需要时钟源,系统时钟是从所选的主系统时钟源获得的,主系统时钟源可以是32MHz XOSC或16MHz RCOSC。 在确定系统时钟频率定时器预分频值以及计数器最终计数值(重装值)后,即可确定每发生一次定时器溢出中断函数经过的时间

  • CLKCONCMD.OSC 位选择主系统时钟的源。

  • CLKCONSTA: 时钟控制状态

具体代码讲解
工程结构

在这里插入图片描述

Clock.c
#include <ioCC2530.h>
#include "Clock.h"

/**
* @brief 设置系统时钟为32Mhz晶振
*/
void Oclk32_Init(void)
{
  CLKCONCMD &= ~0x40;        // 设置系统时钟源为 32MHZ晶振
  while(CLKCONSTA & 0x40); // 等待晶振稳定 
  CLKCONCMD &= ~0x3f;      //    定时器tick输出设置   设置系统主时钟频率为 32MHZ
}

/**
* @brief 设置系统时钟为16Mhz晶振
*/
void Oclk16_Init(void)
{
	CLKCONCMD |= 0x40;
	while(!(CLKCONSTA & 0x40));
	CLKCONCMD |= 0x09;
	CLKCONCMD &= 0xC9;
}
Clock.h
#ifndef __CLOCK_H
#define __CLOCK_H
void Oclk32_Init(void);
void Oclk16_Init(void);
#endif
timer1.c
#include "timer1.h"
#include "LED.h"
#include <ioCC2530.h>
unsigned int time = 0;
/**
* @brief 定时器1初始化函数 定时器中断 
*/
void Timer1_Init(void)
{
	// 开启定时器1中断
	T1IF = 0;  // 清除中断标志
	T1STAT = 0x00;   // 清除中断标志
	T1IE = 1;  // 定时器1中断使能  IEN1
	T1OVFIM = 1;  // 定时器1 溢出中断屏蔽位
	EA = 1;  // 使能全局中断

	// 定时器1参数配置  当系统时钟为32Mhz时1ms中断1次  32 000 000/ 32 / 1000 = 1000Hz = 1ms
	T1CTL |= 0x0A; // 预分频 32  模模式
	T1CCTL0 |=0X04; //使用模计数时,必须使能 T1CCTL0.MODE =1
	T1CC0H = 0x03; // 最终计数值 设为1000  高位寄存器
	T1CC0L = 0xE8;  // 低位寄存器
}

// 定时器T1中断服务函数
#pragma vector = T1_VECTOR
__interrupt void T1_ISR(void)
{
  	
  	IRCON = 0x00;  // 清除中断标志位
	if(time++ >= 1000)  // 每进入中断1次 time加1  当time为1000时(约等于1000ms=1s)为真
	{
	  time = 0;   // 清除 time
	  if(LED_Flag == 0)
	  {
		LED1 = ~LED1;
	  }
	  else if(LED_Flag == 1)
	  {
		LED2 = ~LED2;
	  }
	  else if(LED_Flag == 2)
	  {
		LED3 = ~LED3;
	  }
	  LED_Flag = (LED_Flag+1)%3;  // 切换灯光
	}
}
main.c
#include <ioCC2530.h>
#include "LED.h"
#include "timer1.h"
#include "Clock.h"
void main(void)
{
  Oclk32_Init();  // 系统时钟初始化 32MHZ
  LED_Init();    // LED初始化
  Timer1_Init(); // 定时器1初始化
  while(1)
  {
	// 由于灯光切换在中断函数中实现,主函数初始化后死循环即可
  }
}
  • Note: LED相关代码与按键控制启停小节一致

结语

​ 本章介绍了CC2530通用I/O通用I/O中断以及定时中断的应用案例。简单使用了I/O端口定时器两大基本外设,并演示了寄存器编程方式(见LED_Init()函数详解),值得注意的是在LED_Init()函数讲解中,为了讲解清楚,作者按照的逻辑是根据代码讲解对应寄存器,但实际编程时,应按照根据所用寄存器写代码的逻辑。

标签:02,P0,定时器,LED,中断,void,CC2530,寄存器
From: https://blog.csdn.net/nanxl1/article/details/143450804

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