如何利用CC2530實(shí)現(xiàn)無線串口

CC2530是符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線收發(fā)芯片，但是本文并沒有遵守802.15.4協(xié)議規(guī)則，在發(fā)送過程中忽略了網(wǎng)絡(luò)ID、源地址和目標(biāo)地址等參數(shù)，在接收的過程中禁止了幀過濾。通過發(fā)送和接收過程的處理使得CC2530無線部分的使用盡可能的簡單清晰，通過最少的代碼說明問題。

無線芯片的調(diào)試具有一定的難度，一般存在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備。為了通過最簡單的代碼說明無線芯片的使用，本文中僅編寫一種設(shè)備代碼同時實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收功能。設(shè)備的功能也相對簡單，CC2530從串口接收數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)通過RF部分“無損”發(fā)送，于此同時CC2530把從RF部分接收的數(shù)據(jù)通過串口“無損”發(fā)送，通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)無線串口。

串口數(shù)據(jù)屬于“流”型數(shù)據(jù)包，RF部分屬于“幀”型數(shù)據(jù)包。在串口數(shù)據(jù)處理與分析中，一般采用特定的串口頭和長度的方式解析數(shù)據(jù)，但是本文采用通過串口時間間隔的方式接收數(shù)據(jù)，這種方法等同于modbus-RTU串口數(shù)據(jù)處理方法。通過這種檢測字節(jié)數(shù)據(jù)時間間隔的方法使得CC2530的串口部分可以接收無特殊格式要求的數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)無線串口功能。

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1.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了實(shí)現(xiàn)無線串口功能，需要準(zhǔn)備兩套CC2530模塊和一個仿真器。如果條件允許可以增加一個仿真器，仿真器可以是CC Debugger也可以是SmartRF04EB，同時也可以準(zhǔn)備一套CC2531 USBDongle做為嗅探器，抓取RF發(fā)送數(shù)據(jù)做調(diào)試分析。

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本文主要實(shí)現(xiàn)了無線串口功能，通過串口調(diào)試助手發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)。例如通過串口向設(shè)備A發(fā)送Hello CC2530，設(shè)備B可收到Hello CC2530，并把該字符串通過串口調(diào)試助手打印至屏幕。設(shè)備B發(fā)送Hello RF，設(shè)備Ａ同樣可以收到數(shù)據(jù)并打印至屏幕。

圖1.2.1（a-b）　設(shè)備Ａ和設(shè)備Ｂ串口調(diào)試界面

圖中中括號包含的數(shù)字為RSSI結(jié)果，RSSI表示接收信號強(qiáng)度，例如圖中的-28。RSSI結(jié)果的單位為dBm，dBm為絕對單位且參考的標(biāo)準(zhǔn)為1mW。

2.初始化

RF部分的寄存器較多，需要耐心閱讀數(shù)據(jù)手冊和相關(guān)工具才可以完成設(shè)置。雖然RF部分的寄存器較多，但是還是借助smartRF工具、數(shù)據(jù)手冊和示例代碼，依然可以總結(jié)出使用CC2530無線部分的一般方法。

初始化部分包括接收數(shù)據(jù)包幀過濾控制，發(fā)射功率控制和信道選擇；借助smartRF工具生成若干推薦值；打開接收終端并進(jìn)入接收狀態(tài)。

2.1 代碼

voidrf_init（）

{

FRMFILT0=0x0C;//靜止接收過濾，即接收所有數(shù)據(jù)包

TXPOWER=0xD5;//發(fā)射功率為1dBm

FREQCTRL=0x0B;//選擇通道11

CCACTRL0=0xF8;//推薦值smartRF軟件生成

FSCAL1=0x00;

TXFILTCFG=0x09;

AGCCTRL1=0x15;

AGCCTRL2=0xFE;

TXFILTCFG=0x09;

RFIRQM0|=（1《《6）;//使能RF數(shù)據(jù)包接收中斷

IEN2|=（1《《0）;//使能RF中斷

RFST=0xED;//清除RF接收緩沖區(qū)ISFLUSHRX

RFST=0xE3;//RF接收使能ISRXON

}

2.2 分析

FRMFILT0的默認(rèn)值為0x0D，該寄存器的最后一位為FRAME_FLITER_EN，該位的具體含義為使能幀過濾，該位在接收過程中發(fā)揮重要的作用。CC2530是符合802.15.4協(xié)議的RF芯片，在802.15.4協(xié)議中，MAC層有固定的協(xié)議格式和不同種類的命令，協(xié)議中包括命令類型、源地址和目標(biāo)地址等重要信息，使能該位CC2530可以自動過濾不需要接收的無線數(shù)據(jù)幀，例如無線數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)地址和CC2530寄存器中的自身地址不符合，那么CC2530可以忽視該無線數(shù)據(jù)幀且不會觸發(fā)中斷。具體的過濾過程可以查看數(shù)據(jù)手冊，在這里不詳細(xì)解釋。為了實(shí)現(xiàn)最簡單的應(yīng)用，禁止該位使得CC2530可以接收任意無線數(shù)據(jù)幀。

關(guān)于FRMCTRL0，本程序中保留了默認(rèn)值所以并沒有在代碼中體現(xiàn)。從網(wǎng)上查找的代碼中，絕大多數(shù)代碼使能了AUTO_ACK標(biāo)志位，即使得CC2530芯片可以自動應(yīng)答無線數(shù)據(jù)幀。從表面上看，CC2530的應(yīng)答機(jī)制可以保證無線通信的可靠性，但是這種應(yīng)答機(jī)制需要遵循802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，若使能自動應(yīng)答，那么CC2530發(fā)送的數(shù)據(jù)包也必須符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。為了盡可能的簡單，本程序禁止了該位。

關(guān)于FRMCTRL0，AUTOCRC默認(rèn)為使能狀態(tài)，CC2530會自動進(jìn)行CRC校驗(yàn)的計算和解析。

smartRF可以幫助用于生成若干比較冷門的寄存器的建議值，這些寄存器關(guān)系到CC2530無線調(diào)試和解調(diào)相關(guān)部分，在實(shí)際使用的過程中可以采納建議值不做深究。

初始化最后，使能RF接收終端。并通過RFST寄存器寫入清空接收緩沖區(qū)和進(jìn)入接收狀態(tài)命令。

3.發(fā)送過程3.1 代碼

voidrf_send（char*pbuf，intlen）

{

RFST=0xE3;//RF接收使能ISRXON

//等待發(fā)送狀態(tài)不活躍并且沒有接收到SFD

while（FSMSTAT1&（（1《《1）|（1《《5）））;

RFIRQM0&=~（1《《6）;//禁止接收數(shù)據(jù)包中斷

IEN2&=~（1《《0）;//清除RF全局中斷

RFST=0xEE;//清除發(fā)送緩沖區(qū)ISFLUSHTX

RFIRQF1=~（1《《1）;//清除發(fā)送完成標(biāo)志

//填充緩沖區(qū)填充過程需要增加2字節(jié)，CRC校驗(yàn)自動填充

RFD=len+2;

for（inti=0;i

{

RFD=*pbuf++;

}

RFST=0xE9;//發(fā)送數(shù)據(jù)包ISTXON

while（?。≧FIRQF1&（1《《1）））;//等待發(fā)送完成

RFIRQF1=~（1《《1）;//清除發(fā)送完成標(biāo)志位

RFIRQM0|=（1《《6）;//RX接收中斷

IEN2|=（1《《0）;

}

3.2 分析

發(fā)送過程本身不困難，大致可分為偵聽SFD清除信道，關(guān)閉接收中斷，填充緩沖區(qū)，啟動發(fā)送并等待發(fā)送完成，最后恢復(fù)接收中斷。在這幾個過程中唯一需要說明的便是填充緩沖區(qū)過程，在初始化過程中提到FRMCTRL0寄存器，該寄存器中AUTO_CRC標(biāo)志位默認(rèn)為使能狀態(tài)，閱讀數(shù)據(jù)手冊不難發(fā)現(xiàn)，CC2530的物理層負(fù)載部分第一個字節(jié)為長度域，填充實(shí)際負(fù)載之前需要先填充長度域，而物理層負(fù)載在原長度的基礎(chǔ)上增加2。長度域數(shù)值增加2的原因是由于自動CRC的存在，CRC部分占兩個字節(jié)CC2530會把這兩個字節(jié)填充至發(fā)送緩沖區(qū)。

4.接收過程

和發(fā)送部分略有不同，接收部分可以分為接收中斷部分和接收數(shù)據(jù)幀處理部分。

4.1 代碼

#pragmavector=RF_VECTOR

__interrupt