CC2530自动启动模式的流程
在上一篇文章中，分析了一下定义了HOLD_AUTO_START编译选项后，程序的流程，这里分析一下在没有定义这个编译选项后，程序的启动流程，也就是自动启动模式的流程。SampleApp例程为例。
在ZDApp.c文件中，可以看到下面的定义：
#if defined( HOLD_AUTO_START )
devStates_t devState = DEV_HOLD; // 初始化-不会自动启动
#else
devStates_t devState = DEV_INIT; //初始化-没有连接到任何东西
#endif
不管什么样的启动方式，都会在ZDApp_Init()函数中得到体显，下面是这个函数的源代码。因为这个函数是必须要被执行到。也就是在用户的初始化函数之前被初始化。
void ZDApp_Init( byte task_id )
{
uint8 capabilities;
// Save the task ID
ZDAppTaskID = task_id;
// Initialize the ZDO global device short address storage
ZDAppNwkAddr.addrMode = Addr16Bit;
ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = INVALID_NODE_ADDR;
(void)NLME_GetExtAddr(); // Load the saveExtAddr pointer. 加载IEEE地址
// Check for manual "Hold Auto Start"
//打开电源时，检测到有手工设置SW_1则会设置devState = DEV_HOLD,从而不进行网络初始化
ZDAppCheckForHoldKey();
// Initialize ZDO items and setup the device - type of device to create.
ZDO_Init(); //初始化ZDO条目，并设置设备的启动方式是协调器，还是别的
// Register the endpoint description with the AF
// This task doesn't have a Simple description, but we still need
// to register the endpoint.
afRegister( (endPointDesc_t *)&ZDApp_epDesc );
#if defined( ZDO_USERDESC_RESPONSE )
ZDApp_InitUserDesc();
#endif // ZDO_USERDESC_RESPONSE
// set broadcast address mask to support broadcast filtering
NLME_GetRequest(nwkCapabilityInfo, 0, &capabilities);
NLME_SetBroadcastFilter( capabilities );
// Start the device? 是否启动设备？如果devState不是DEV_HOLD时，则启动设备，在上面的代码分析中，也可以看到，如果定义了HOLD_AUTO_START宏，则devState等于DEV_HOLD，不会启动设备。如果按下了SW_1键devState也等于DEV_HOLD，也不会启动网络。也就是说有两种方式可以设置非自动启动模式，一种是通过按键，一种通过宏定义
if ( devState != DEV_HOLD )
{
ZDOInitDevice( 0 ); //在本例程中没有定义HOLD_AUTO_START所以这个会成功执行
}
else
{
//如果定义了HOLD_AUTO_START，则等待延时或外部事件启动网络，并且LED4灯，也就是蓝色的灯闪烁
// Blink LED to indicate HOLD_START
HalLedBlink ( HAL_LED_4, 0, 50, 500 );
}
ZDApp_RegisterCBs();
} /* ZDO_Init() */
其中ZDOInitDevice()函数是最重要的，也是设备的初始化。下面是ZDOInitDevice()函数的源代码。
uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay )
{
//初始化设备网络状态为ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE:新的网络状态.可能意味着ZCD_NV_STARTUP_OPTION不能恢复，或没有任何网络状态恢复
uint8 networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE;
uint16 extendedDelay = 0;
devState = DEV_INIT; // Remove the Hold state 重新设置设备状态
// Initialize leave control logic
//函数读取NV项目ZCD_NV_LEAVE_CTRL的值,ZDApp_LeaveCtrl指向这个值
ZDApp_LeaveCtrlInit();
// Check leave control reset settings
//设备的断开会造成DEV_HOLD状态,这里面设置的.
ZDApp_LeaveCtrlStartup( &devState, &startDelay );
// Leave may make the hold state come back
//以上两个函数设置了对设备离开时的控制,如果有延时则延时,没有则
//把设备状态设为DEV_HOLD
//把设备状态设为DEV_HOLD
//ZDO_INITDEV_LEAVE_NOT_STARTED:该设备没有在网络中，下次调用才启用.
if ( devState == DEV_HOLD )
return ( ZDO_INITDEV_LEAVE_NOT_STARTED ); // Don't join - (one time).
#if defined ( NV_RESTORE )
// Get Keypad directly to see if a reset nv is needed.
// Hold down the SW_BYPASS_NV key (defined in OnBoard.h)
// while booting to skip past NV Restore.
if ( HalKeyRead() == SW_BYPASS_NV )
//SW_BYPASS_NV按键处于按下状态时,则避开网络层的NV存储
networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE; //设备网络状态为新的网络状态
else
{
// Determine if NV should be restored
//函数返回的设备网络状态要么是新的网络状态;要么是恢复的网络状态;以此
//来确定要不要读取NV里相应条目来恢复网络先前状态
//来确定要不要读取NV里相应条目来恢复网络先前状态
networkStateNV = ZDApp_ReadNetworkRestoreState();
}
//如果设备的网络状态为恢复的网络状态
if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE )
{
networkStateNV = ZDApp_RestoreNetworkState();
}
else
{
// Wipe out the network state in NV
//恢复设备先前的网络状态参数
//设置devStartMode = MODE_RESUME
//设置devStartMode = MODE_RESUME
NLME_InitNV();
NLME_SetDefaultNV();
}
#endif
//如果设备的网络状态为新的网络状态,
if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE )
{
//根据预编译来设置设备新的网络状态参数
ZDAppDetermineDeviceType();
// Only delay if joining network - not restoring network state
extendedDelay = (uint16)((NWK_START_DELAY + startDelay)
+ (osal_rand() & EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK));
}
// Initialize device security
ZDApp_SecInit( networkStateNV );
// Trigger the network start
ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );
return ( networkStateNV );
}
在这里又分了两种情况，一种是定义了编译选项NV_RESTORE，另一种就是没有定义该编译选项。
下面首先看一下没有定义该选项的情况：
（1） NV_RESTORE编译选项定义
首先，判断按键HAL_KEY_SW_5是否按下，如果HAL_KEY_SW_5按键按下，则设置networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE; 如果没有按下，通过调用ZDApp_ReadNetworkRestoreState()函数设置networkStateNV的值，通过读取ZCD_NV_STARTUP_OPTION项的值，来决定networkStateNV选项的值。如果这个函数的返回值为ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE。则调用ZDApp_RestoreNetworkState();函数，该函数的源代码如下：
uint8 ZDApp_RestoreNetworkState( void )
{
byte nvStat;
#if ( SECURE != 0 )
nwkActiveKeyItems keyItems;
#endif
// Initialize NWK NV items
nvStat = NLME_InitNV();
//如果设备的状态为恢复的网络状态，即ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE状态，则进行这个函数进行恢复。如果短地址为0x0000则为协调器结点，然后设备逻辑设备的类型为NODETYPE_COORDINATOR，并设置devStartMode = MODE_RESUME;说明设备为恢复状态。
if ( nvStat != NV_OPER_FAILED )
{
if ( NLME_RestoreFromNV() )
{
// Are we a coordinator
ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = NLME_GetShortAddr();
if ( ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr == 0 )
{
ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType = NODETYPE_COORDINATOR;
}
devStartMode = MODE_RESUME;
}
else
nvStat = NV_ITEM_UNINIT;
#if ( SECURE != 0 )
nwkFrameCounterChanges = 0;
osal_memset( &keyItems, 0, sizeof( nwkActiveKeyItems ) );
osal_nv_item_init( ZCD_NV_NWKKEY, sizeof(nwkActiveKeyItems), (void *)&keyItems );
#if defined ( ZDO_COORDINATOR )
ZDApp_RestoreNwkKey();
#endif // ZDO_COORDINATOR
#endif // SECURE
// The default for RxOnWhenIdle is true for RTR_NWK and false for end devices
// [setup in the NLME_RestoreFromNV()]. Change it here if you want something
// other than default.
}
if ( nvStat == ZSUCCESS )
return ( ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE );
else
return ( ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE );
}
//如果networkStateNV=ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE，则会调用下面的函数
void ZDAppDetermineDeviceType( void )
{
if ( zgDeviceLogicalType == ZG_DEVICETYPE_ENDDEVICE )
return;
#if defined ( SOFT_START )
if ( zgDeviceLogicalType == ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR )
{
devStartMode = MODE_HARD; // Start as a coordinator
ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType = NODETYPE_COORDINATOR;
}
else
{
if ( zgDeviceLogicalType == ZG_DEVICETYPE_ROUTER )
{
softStartAllowCoord = FALSE; // Don't allow coord to start 如果是路由器则不充许作为协调器启动
continueJoining = TRUE;
}
devStartMode = MODE_JOIN; // Assume joining
}
#endif // SOFT_START
}
可以看到，如果编译等式SOFT_START也有定义的话，设备的类型为协调器，则会设置devStartMode = MODE_HARD;也就是说设备为开始状态。如果是不是协调器而是路由器的话，devStartMode = MODE_JOIN; 设备为重新加入的状态。
在ZDOInitDevice()函数的最后，通过调用ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );进行网络的初始化操作。
（2）void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay )
{
if ( delay )
{
// Wait awhile before starting the device
osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay );
}
else
{
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );
}
}
（3）在这里设置了ZDO_NETWORK_INIT事件，在下次循环中，也就是在ZDApp_event_loop()函数中，进行处理。
UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events )
{
．．．．．．．．．．．．．．．．
if ( events & ZDO_NETWORK_INIT )
{
// Initialize apps and start the network
devState = DEV_INIT;
ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType, devStartMode,
DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );
// Return unprocessed events
return (events ^ ZDO_NETWORK_INIT);
}
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
}
（4）. ZDO_StartDevice()函数根据传递过来的值，也就是
ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType = NODETYPE_COORDINATOR
devStartMode = MODE_HARD
且协调器编译了ZDO_COORDINATOR
devStartMode = MODE_HARD
且协调器编译了ZDO_COORDINATOR
void ZDO_StartDevice( byte logicalType, devStartModes_t startMode, byte beaconOrder, byte superframeOrder )
{
ZStatus_t ret;
ret = ZUnsupportedMode;
#if defined(ZDO_COORDINATOR) //如果定义了编译选项ZDO_COORDINATOR
if ( logicalType == NODETYPE_COORDINATOR ) //如果逻辑设备是协调器
{
if ( startMode == MODE_HARD ) //开始启动设备
{
devState = DEV_COORD_STARTING; //建立网络
ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID, zgDefaultChannelList,
zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,
superframeOrder, false );
}
else if ( startMode == MODE_RESUME )
{
// Just start the coordinator
devState = DEV_COORD_STARTING; //路由请求
ret = NLME_StartRouterRequest( beaconOrder, beaconOrder, false );
}
else//错误，未知启动模式
{
#if defined( LCD_SUPPORTED )
HalLcdWriteScreen( "StartDevice ERR", "MODE unknown" );
#endif
}
}
#endif // !ZDO_COORDINATOR
#if !defined ( ZDO_COORDINATOR ) || defined( SOFT_START )//如果没有定义ZDO_COORDINATOR编译选项，而是定义了SOFT_START选项的话
if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER || logicalType == NODETYPE_DEVICE )
{ //如果不是协调器，而是终端或者路由器，并且开始状态为加入或者重新加入，
if ( (startMode == MODE_JOIN) || (startMode == MODE_REJOIN) )
{
devState = DEV_NWK_DISC; //发现网络加入
#if defined( MANAGED_SCAN )
ZDOManagedScan_Next();
ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( managedScanChannelMask, BEACON_ORDER_15_MSEC );
#else
ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration );
#endif
}
else if ( startMode == MODE_RESUME ) //如果开始的状态为恢复的话，
{
if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER )//如果是路由器结点
{
ZMacScanCnf_t scanCnf;
devState = DEV_NWK_ORPHAN; //以孤儿结点方式加入，在ZigBee中有两种加入网络的方式还有一种是联合的方式
/* if router and nvram is available, fake successful orphan scan */
scanCnf.hdr.Status = ZSUCCESS;
scanCnf.ScanType = ZMAC_ORPHAN_SCAN;
scanCnf.UnscannedChannels = 0;
scanCnf.ResultListSize = 0;
nwk_ScanJoiningOrphan(&scanCnf);
ret = ZSuccess;
}
else//终端结点
{
devState = DEV_NWK_ORPHAN;
ret = NLME_OrphanJoinRequest( zgDefaultChannelList,
zgDefaultStartingScanDuration );
}
}
else
{
#if defined( LCD_SUPPORTED )
HalLcdWriteScreen( "StartDevice ERR", "MODE unknown" );
#endif
}
}
#endif //!ZDO COORDINATOR || SOFT_START
if ( ret != ZSuccess )
osal_start_timerEx(ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, NWK_RETRY_DELAY );
}
（5）协调器调用NLME_NetworkFormationRequest(
zgConfigPANID,
zgDefaultChannelList,
zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,
superframeOrder, false )
进行网络的组建.这个函数也是不开源的，在文件中没有找这个函数的源代码
而对NLME_NetworkFormationRequest()的调用：对申请的回应在程序中没对应的回调处理，猜想回调处理在lib库中处理。在程序找到了两个对申请结果作处理的函数，void ZDO_NetworkFormationConfirmCB( ZStatus_t Status )和void nwk_Status( uint16 statusCode,uint16 statusValue )；在两个函数中都有申请的结果。如果不成功则nwk_Status先执行如果成功则ZDO_NetworkFormationConfirmCB先执行。这个函数也是在系统的lib库文件中调用的。
zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,
superframeOrder, false )
进行网络的组建.这个函数也是不开源的，在文件中没有找这个函数的源代码
而对NLME_NetworkFormationRequest()的调用：对申请的回应在程序中没对应的回调处理，猜想回调处理在lib库中处理。在程序找到了两个对申请结果作处理的函数，void ZDO_NetworkFormationConfirmCB( ZStatus_t Status )和void nwk_Status( uint16 statusCode,uint16 statusValue )；在两个函数中都有申请的结果。如果不成功则nwk_Status先执行如果成功则ZDO_NetworkFormationConfirmCB先执行。这个函数也是在系统的lib库文件中调用的。
（6）void ZDO_NetworkFormationConfirmCB( ZStatus_t Status )
{//参数就是NLME_NetworkFormationRequest()返回状态
#if defined(ZDO_COORDINATOR)
nwkStatus = (byte)Status;
if ( Status == ZSUCCESS )
{
// LED on shows Coordinator started
HalLedSet ( HAL_LED_3, HAL_LED_MODE_ON );
// LED off forgets HOLD_AUTO_START
HalLedSet (HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF);
#if defined ( ZBIT )
SIM_SetColor(0xd0ffd0);
#endif
if ( devState == DEV_HOLD )
{
// Began with HOLD_AUTO_START
devState = DEV_COORD_STARTING;
}
}
#if defined(BLINK_LEDS)
else
HalLedSet ( HAL_LED_3, HAL_LED_MODE_FLASH ); // Flash LED to show failure
#endif
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_START );
#endif //ZDO_COORDINATOR
}
这个函数主要是对建立网络后的一些指示，一般建立网络成功的话，绿色的灯会点亮。并对nwkStatus变量进行赋值。在这个函数中执行了 osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_START );设置了事件。在任务ID为ZDAppTaskID的事件处理函数中。下面我们看一下对ZDO_NETWORK_START事件的处理过程。在ZDApp_event_loop()函数中。
（7）UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events )
{
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
#if defined (RTR_NWK)
if ( events & ZDO_NETWORK_START )
{
ZDApp_NetworkStartEvt();
// Return unprocessed events
return (events ^ ZDO_NETWORK_START);
}
#endif //RTR_NWK
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
}
可以看到在这里调用了ZDApp_NetworkStartEvt();函数。
void ZDApp_NetworkStartEvt( void )
{
if ( nwkStatus == ZSuccess )
{
// Successfully started a ZigBee network 如果成功开启一个网络
if ( devState == DEV_COORD_STARTING )
{
devState = DEV_ZB_COORD;
}
osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON );
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT );//触发事件ZDO_STATE_CHANGE_EVT
}
else
{
// Try again with a higher energy threshold !! 如果不成功则能量阀值增加16，原来也是16
if ( ( NLME_GetEnergyThreshold() + ENERGY_SCAN_INCREMENT ) < 0xff )
{
NLME_SetEnergyThreshold( (uint8)(NLME_GetEnergyThreshold() + ENERGY_SCAN_INCREMENT) );
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );//重新启动ZDO_NETWORK_INIT
}
else
{
// Failed to start network. Enter a dormant state (until user intervenes) 开启网络失败，进入休眠状态，直到用户干涉
devState = DEV_INIT;
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT );
}
}
}
（8）下面是ZDO_STATE_CHANGE_EVT事件的处理。
UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events )
{
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
if ( events & ZDO_STATE_CHANGE_EVT )
{
ZDO_UpdateNwkStatus( devState );
// Return unprocessed events
return (events ^ ZDO_STATE_CHANGE_EVT);
}
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
}
在这里调用了ZDO_UpdateNwkStatus( devState );函数。
（9）void ZDO_UpdateNwkStatus( devStates_t state )
{
// Endpoint/Interface descriptor list.
epList_t *epDesc = epList;
byte bufLen = sizeof(osal_event_hdr_t);
osal_event_hdr_t *msgPtr;
ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = NLME_GetShortAddr();
(void)NLME_GetExtAddr(); // Load the saveExtAddr pointer.
while ( epDesc )
{
if ( epDesc->epDesc->endPoint != ZDO_EP )
{
msgPtr = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_allocate( bufLen );
if ( msgPtr )
{
msgPtr->event = ZDO_STATE_CHANGE; // Command ID
msgPtr->status = (byte)state;
osal_msg_send( *(epDesc->epDesc->task_id), (byte *)msgPtr );
}
}
epDesc = epDesc->nextDesc;
}
}
在这个函数中设置了事件ZDO_STATE_CHANGE也就是状态变化事件，这样整个的流程就到了用户的事件处理函数中，在很多的例子中我们都可以看到这个事件的处理，也是网络建立成功后，或者加入网络成功后，首先要做的事件处理过程。
2. 如果协调器没有预编译NV_RESTORE,networkStateNV ==ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE,但由于协调器编译了ZDO_COORDINATOR而没有编译SOFT_START,因此ZDAppDetermineDeviceType()不起作用.因此ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType和devStartMode这两个关键参数保持初始化时的值:
ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType = NODETYPE_COORDINATOR，devStartMode = MODE_HARD。
ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType = NODETYPE_COORDINATOR，devStartMode = MODE_HARD。
uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay )
{
uint8 networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE;
uint16 extendedDelay = 0;
devState = DEV_INIT; // Remove the Hold state
// Initialize leave control logic
ZDApp_LeaveCtrlInit();
// Check leave control reset settings
ZDApp_LeaveCtrlStartup( &devState, &startDelay );
// Leave may make the hold state come back
if ( devState == DEV_HOLD )
return ( ZDO_INITDEV_LEAVE_NOT_STARTED ); // Don't join - (one time).
#if defined ( NV_RESTORE )
// Get Keypad directly to see if a reset nv is needed.
// Hold down the SW_BYPASS_NV key (defined in OnBoard.h)
// while booting to skip past NV Restore.
if ( HalKeyRead() == SW_BYPASS_NV )
networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE;
else
{
// Determine if NV should be restored
networkStateNV = ZDApp_ReadNetworkRestoreState();
}
if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE )
{
networkStateNV = ZDApp_RestoreNetworkState();
}
else
{
// Wipe out the network state in NV
NLME_InitNV();
NLME_SetDefaultNV();
}
#endif
if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE )
{
ZDAppDetermineDeviceType();//当没有定义NV_RESTORE，SOFT_START,时这个不起作用
// Only delay if joining network - not restoring network state
extendedDelay = (uint16)((NWK_START_DELAY + startDelay)
+ (osal_rand() & EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK));
}
// Initialize device security
ZDApp_SecInit( networkStateNV );
// Trigger the network start
ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );
return ( networkStateNV );
}
其余部分和定义了NV_RESTORE选项类似.