CC2530芯片無線收發(fā)深入解析

1、CC2530芯片無線收發(fā)深入解析DOI：10.16661/j ki.1672-3791.2021-5042-0258摘 要：在智能家居和智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的感知層開發(fā)中主要運(yùn)用Zigbee技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Zigbee技術(shù)的硬件主要為具有射頻收發(fā)功能的CC2530芯片。該文通過配置CC2530芯片的存放器，使芯片實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)的功能;通過使用存放器的方式，編寫無線發(fā)送函數(shù)和無線接收函數(shù)，實(shí)現(xiàn)基于BasicRF的數(shù)據(jù)傳輸。深入研究CC2530芯片的無線收發(fā)機(jī)制，從而掌握無線收發(fā)原理，便于更好地利用芯片，增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)感知層開發(fā)的能力。關(guān)鍵詞：CC2530 芯片存放器 中斷函數(shù) 

2、;無線收發(fā)中圖分類號(hào)：TN92              文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791202103b-0023-05DepthAnalysisofCC2530ChipWirelessTransceiverLIULiangangDalianVocational&TechnicalCollege，Dalian，LiaoningProvince，116035 ChinaAbstract：Inthedevelopmentofthes

3、ensinglayerofsmarthomeandintelligentagriculturesystem，ZigBeetechnologyismainlyused.ThehardwareofZigBeetechnologyisCC2530chipwithRFtransceiverfunction.Inthispaper，throughtheconfigurationofCC2530chipregister，thechiprealizesthewirelesstransceiverfunction;throughtheuseofregisters，thewirelesssendingfunct

4、ionandwirelessreceivingfunctionarewrittentorealizethedatatransmissionbasedonbasicRF.IndepthstudyofCC2530chipwirelesstransceivermechanism，soastomasterthewirelesstransceiverprinciple，facilitatebetteruseofthechip，enhancetheabilitytodeveloptheperceptionlayeroftheInternetofthings.KeyWords：CC2530;Chipregi

5、ster;Interruptfunction;Wirelesstransceiver伴隨著智能家居、智能農(nóng)業(yè)等開展，Zigbee技術(shù)的應(yīng)用已非常廣泛，在使用Zigbee技術(shù)組建無線傳感網(wǎng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到芯片CC2530芯片。在使用CC2530芯片進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)組建時(shí)，肯定會(huì)用到無線收發(fā)這一功能。開發(fā)者一般都會(huì)到官網(wǎng)下載工程模板，在開發(fā)時(shí)調(diào)用給定的接收、發(fā)送函數(shù)完成收發(fā)功能。該文抽絲剝繭，通過存放器配置的方式實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)功能，幫助讀者深入了解CC2530無線收發(fā)的原理。通過配置存放器的方式實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)功能，要完成這樣幾項(xiàng)工作：射頻相關(guān)資源初始化、編寫射頻發(fā)送函數(shù)、編寫射頻接收函數(shù)、編寫射頻接收中斷效

6、勞子函數(shù)。完成了上述幾項(xiàng)根本工作，就可以根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行程序的開發(fā)。上述幾項(xiàng)工作都涉及到多個(gè)存放器的配置，下面該文就針對上述幾項(xiàng)工作進(jìn)行詳細(xì)的闡述，使讀者深入地了解CC2530芯片射頻工作的原理。1 射頻相關(guān)資源初始化該項(xiàng)工作涉及到的存放器比較多，該文通過表1歸納出需要配置的存放器，并對各存放器進(jìn)行了功能的描述，具體見表1。通過表1歸納出的存放器，相關(guān)人員可以看到，在射頻相關(guān)資源初始化時(shí)，相關(guān)人員需要完成的工作有以下幾個(gè)方面。1是否由無線電自動(dòng)處理FCS字節(jié)數(shù)據(jù)。即是否由硬件完成幀校驗(yàn)序列。涉及存放器FRMCTRL0。2設(shè)置獲得最正確性能的值。即必須把存放器TXFILTCFG、

7、AGCCTRL1、FSCAL1從默認(rèn)值更新到獲得最正確性能的值。3中斷設(shè)置。無線電與CPU的兩個(gè)中斷向量有關(guān)，它們是RFERR中斷中斷0和RF中斷中斷12，該文主要是完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，所以使用RF普通操作的中斷，用到的存放器為IEN2。RF內(nèi)核產(chǎn)生的中斷是RF內(nèi)核中假設(shè)干源的組合，每個(gè)單獨(dú)的源在RF內(nèi)核中有自己的使能和中斷標(biāo)志，該文用到的中斷屏蔽存放器為RFIRQM0，標(biāo)志位可在存放器RFIRQF0中找到后面用到。4設(shè)置射頻發(fā)送參數(shù)。存放器FREQCTRL設(shè)置無線通訊的物理信道，IEEE802.15.4-2021指定16個(gè)通道，它們位于2.4GHz頻段之內(nèi)。步長為5MHz，編號(hào)為1126。

8、通道k的RF頻率遵循公式fc=2405+5k-11MHzk11，26，對于操作在通道k，F(xiàn)REQCTRL.FREQ存放器設(shè)置為FREQCTRL.FREQ=11+5k11。通過配置PANID和SHORT_ADDR，完成網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和模塊短地址的設(shè)置。5RF命令選通。寫入該存放器的數(shù)據(jù)被寫到CSP指令存儲(chǔ)器，命令選通/CSMA-CA處理器CSP提供控制CPU和無線電之間的通信。射頻相關(guān)資源初始化使用到的存放器的具體配置值和作用，具體見表2。2 編寫射頻發(fā)送函數(shù)射頻發(fā)送涉及到的存放器以及存放器的功能，具體見表3。無線電RAM為發(fā)送數(shù)據(jù)有一個(gè)FIFOTXFIFO，為接收數(shù)據(jù)有一個(gè)FIFORXFI

9、FO。這兩個(gè)FIFO都是128字節(jié)長。可以通過SFR存放器RFD0D9訪問TXFIFO和RXFIFO。當(dāng)寫入RFD存放器時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入到TXFIFO。當(dāng)讀取RFD存放器時(shí)，數(shù)據(jù)從RXFIFO中讀出。射頻發(fā)送具體實(shí)現(xiàn)步驟可參見下面的函數(shù)，函數(shù)參數(shù)為發(fā)送字符數(shù)組名。voidRFSendchar*RFsend_strwhileFSMSTAT1&022;/等待射頻發(fā)送就緒RFST=0EE;/去除TXFIFO緩沖區(qū)RFIRQF1&=002;/去除發(fā)送完成標(biāo)志位forchari=0;iRFD=RFsend_stri; /利用循環(huán)把需要發(fā)送的數(shù)據(jù)全部壓到發(fā)送緩沖區(qū)里面RFST=0E

10、9;while！RFIRQF1&002;/等待發(fā)送完成RFIRQF1=002;/去除發(fā)送完成標(biāo)志位注意：幀長度域定義了MPDU中的字節(jié)數(shù)，長度域的值不包括長度域本身。但是它包括幀檢查序列FCS，即使這是由硬件自動(dòng)插入的。3 編寫射頻接收函數(shù)無線接收函數(shù)的功能是將接收到的數(shù)據(jù)存放到指定的數(shù)組中，涉及到的存放器見表4。無線接收函數(shù)功能相對簡單，即通過存放器RFIRQM0和IEN2將收到一個(gè)完整的幀的中斷禁用。然后讀取RFD存放器，數(shù)據(jù)從RXFIFO中讀出，并存儲(chǔ)到指定的數(shù)組中，數(shù)據(jù)讀取完成后，使能收到一個(gè)完整的幀的中斷。具體代碼如下。voidRFRevstrchar*RFstr_

11、recivecharlen=0;RFIRQM0&=040;IEN2&=001;len=RFD; /讀第一個(gè)字節(jié)判斷這一串?dāng)?shù)據(jù)后面有幾個(gè)字節(jié)*RFstr_recive=len;forinti=1;i*RFstr_recive+i=RFD;Delay1;  /每次讀取加一定延時(shí)RFIRQM0|=040;IEN2|=001;4 編寫射頻接收中斷效勞子函數(shù)利用中斷完成數(shù)據(jù)的接收，涉及到的存放器見表5。在中斷效勞子程序中關(guān)閉總中斷后，判斷是否產(chǎn)生的是接收到一個(gè)完整的幀的中斷，如果是調(diào)用上述接收函數(shù)完成數(shù)據(jù)的接收，然后去除中斷標(biāo)志位。最后重設(shè)RFST

12、存放器，翻開總中斷即可。#pragmavector=RF_VECTOR_interruptvoidRF_IRQvoidEA=0;ifRFIRQF0&040RFRevstrpRxData;S1CON=0;      /CleargeneralRFinterruptflagRFIRQF0&=040; /ClearRXPKTDONEinterruptRFST=0ED;  /去除RXFIFO緩沖區(qū)并復(fù)位解調(diào)器。RFST=0E3;/RX使能并校準(zhǔn)頻率合成器EA=1;通過上述的講解，可以使讀者深入地理

13、解CC2530芯片無線傳輸。讀者可在完成射頻相關(guān)資源初始化、射頻發(fā)送函數(shù)、射頻接收函數(shù)、射頻接收中斷效勞子函數(shù)后，結(jié)合實(shí)際的業(yè)務(wù)邏輯完成工程的開發(fā)，也可以該文為根底更加深入地學(xué)習(xí)CC2530芯片。在進(jìn)行無線傳輸開發(fā)時(shí)還應(yīng)牢記兩點(diǎn)：一是在RF收發(fā)器操作時(shí)，必須設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘源為32MHz晶振，雖然16MHzRC振蕩器功耗少于晶振，但是不像晶振那么精確;二是無線收發(fā)的數(shù)據(jù)必須符合IEEE802.15.4幀格式，否那么無法完成數(shù)據(jù)傳輸。參考文獻(xiàn)【1】汪振中.基于CC2530芯片的ZIGBEE無線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)J.中國設(shè)備工程，202114：133-134.【2】嚴(yán)林波.基于ZigBee技術(shù)的無線通信模塊研究J.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，202129：88-89.【3】戚澤峰.基于CC2530的ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用設(shè)計(jì)分析J.中國新通信，202114：41.【4】徐志勇.基于CC2530的ZigBeeRFID讀寫應(yīng)用研究J.科技資訊，202114：11-13.【5】吳攀，曹珍貫.基于CC2530的大學(xué)圖書館和機(jī)電一體化監(jiān)