CC2530基础实验四 串口通信

一、任务要求

编写程序实现实验板定期向PC机串口发送字符串“Hello ! I am CC2530 。\n”。实验板开机后按照设定的时间间隔，不断地向PC及发送字符串，报告自己的状态，每发送一次字符串消息，LED1闪亮一次。具体工作方式如下：

① 通电后LED1熄灭。
② 设置USART 0使用位置。
③ 设置UART工作方式和波特率。
④ LED1点亮。
⑤ 发送字符串“Hello ! I am CC2530。\n”。
⑥ LED1熄灭。
⑦ 延时一段时间，延时时间可以设置为3秒。
⑧ 返回步骤④循环执行。

串口通信介绍

数据通信时，根据CPU与外设之间的连线结构和数据传送方式的不同，可以将通信方式分为两种：并行通信和串行通信。
并行通信是指数据的各位同时发送或接收，每个数据位使用单独的一条导线，有多少位数据需要传送就需要有多少条数据线。并行通信的特点是各位数据同时传送，传送速度快效率高，并行数据传送需要较多的数据线，因此传送成本高，干扰大，可靠性较差，一般适用于短距离数据通信，多用于计算机内部的数据传送方式。

串行通信是指数据一位接一位顺序发送或接收。串行通信的特点是数据按位顺序进行，最少只需一根数据传输线即可完成，传输成本低传送数据速度慢，一般用于较长距离的数据传送。
串行通信又分同步和异步两种方式。

（1）串行同步通信
同步通信中，所有设备使用同一个时钟，以数据块为单位传送数据，每个数据块包括同步字符、数据块和校验字符。同步字符位于数据块的开头，用于确认数据字符的开始；接收时，接收设备连续不断地对传输线采样，并把接收到的字符与双方约定的同步字符进行比较，只有比较成功后才会把后面接收到的字符加以存储
同步通信的优点是数据传输速率高，缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。在数据传送开始时先用同步字符来指示，同时传送时钟信号来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，接着就连续按顺序传送数据。这种传送方式对硬件结构要求较高。

（2）串行异步通信
异步通信中，每个设备都有自己的时钟信号，通信中双方的时钟频率保持一致。异步通信以字符为单位进行数据传送，每一个字符均按照固定的格式传送，又被称为帧，即异步串行通信一次传送一个帧。

每一帧数据由起始位（低电平）、数据位、奇偶校验位（可选）、停止位（高电平）组成。帧的格式如图5-1所示：

起始位：发送端通过发送起始位而开始一帧数据的传送。起始位使数据线处于逻辑0，用来表示一帧数据的开始。
 数据位：起始位之后就开始传送数据位。在数据位中，低位在前，高位在后。数据的位数可以是5、6、7或者8。
 奇偶校验位：是可选项，双方根据约定用来对传送数据的正确性进行检查。可选用奇校验、偶校验和无校验位。
 停止位：在奇偶检验位之后，停止位使数据线处于逻辑1，用以标志一个数据帧的结束。停止位逻辑值1的保持时间可以是1、1.5或2位，通信双方根据需要确定。
空闲位：在一帧数据的停止位之后，线路处于空闲状态，可以是很多位，线路上对应的逻辑值是1，表示一帧数据结束，下一帧数据还没有到来。

2.CC2530的串口通信模块

CC2530有两个串行通信接口USART 0和USART 1，它们能够分别运行于异步UART模式或者同步SPI模式。两个USART具有同样的功能，可以设置在单独的I/O引脚,如表5-1所示

根据映射表可知，在UART模式中，使用双线连接方式，UART 0和UART 1对应的外部设置I/O引脚关系分别为：
位置1：RX0----P0_2     TX0----P0_3     P0_5----RX1 TX1----P0_4
位置2：RX0----P1_4     TX0----P1_5     P1_7----RX1 TX1----P1_6
UART模式的操作具有下列特点：
 8位或者9位有效数据
 奇校验、偶校验或者无奇偶校验
 配置起始位和停止位电平

配置LSB或者MSB首先传送
 独立收发中断
 独立收发DMA触发
 奇偶校验和数据帧错误状态指示
UART模式提供全双工传送，接收器中的位同步不影响发送功能。传送一个UART字节包含1个起始位、8个数据位、1个作为可选项的第9位数据或者奇偶校验位再加上1个或2个停止位。实际发送的帧包含8位或者9位，但是数据传送只涉及一个字节。

3.CC2530串口通信的相关寄存器

对于CC2530的每个USART串口通信，有5个如下的寄存器（x是USART的编号，为0或者1）：
 UxCSR：USARTx控制和状态寄存器
 UxUCR：USARTx UART控制寄存器
 UxGCR：USARTx 通用控制寄存器
 UxBUF：USART x接收/发送数据缓冲寄存器
 UxBAUD：USART x波特率控制寄存器

4.串口0初始化

串口0 初始化

PERCFG=0X00;    //外设控制寄存器 这里使用串口0位置1
P0SEL=0X0C;     //0_2 0_3设置特殊端口
U0CSR |=0X80;//0100 0000  0x80 串口通信的语言这里使用USART

U0BAUD =216 ;
U0GCR=10   ;  //波特率

U0UCR |=0x80;   //流控制禁止
U0CSR |=0x40;  //允许接受数据
UTX0IF = 0;     //接受标志位
URX0IF = 0;     //发送标志位

URX0IE=1;   //使能中断
EA=1;        //中断总开关

串口设置
TX  发送数据
RX  接收数据

波特率设置

U0CSR和U0BAUD用来设置波特率
例如设置波特率位57600：
U0BAUD = 216;
U0GCR = 10;

具体初始化

UART0初始化配置
1、设置USARTX0 为备用位置1，一般采用上电默认,无需配置
  PERCFG  &= ~0X01;
2、设置P0用作串口，P0_2、P0_3作为片上外设I/0
  P0SEL |= 0X0C;
3、设置P0口外设优先级，采用上电默认值（P2DIR），无需配置
4、设置UART0波特率
  U0BAUD = 59;
U0GCR = 10;
5、USART 模式选择,UART 模式，允许接收
  U0CSR |= 0XC0;
6、进行USART 清除，并设置数据格式为默认值
  U0UCR |= 0X80;
7、清零UART0  RX 和 UART0  TX 中断标志
  URX0IF = 0;
  UTX0IF = 0;
8、使能UART0  RX 中断
  URX0IE = 1;
9、使能全局中断
  EA = 1;

如果接收到了串口发来的数据URX0IF置1；
如果发送成功UTX0IF置1；

串口收发配置
1、串口初始化配置
2、发送函数
void SendString(char *p)   //发送字符串
{
  while(1)
  {
    if(*p == '\0')  
      break;
    U0DBUF = *p++;
    while(!UTX0IF);
    UTX0IF = 0;
  }

}

3、串口接收中断服务函数

#pragma vector = URX0_VECTOR
__interrupt void URX0_f()
{
  URX0IF = 0;
  buff[i] = U0DBUF;
  if(buff[i] == '#')
  {

    TXstring(buff);
       i = 0;
  }
  else
    i++;
}

4、main函数及时钟源的配置

void main()
{
  CLKCONCMD &= ~0X47;
  initUART0();
  while(1);
}

U0CSR
USART模式选择
开启/关闭 接收数据功能,在发送数据的时候需要关闭接收数据功能
  U0CSR |= 0X40; / U0CSR &= ~0X40;

U0UCR
一般采用上电默认值
U0UCR |= 0X80;

URX0IF
清空UART0、UART1的RX 中断标志
  URX0IF = 0;

UTX0IF

U0CSR
一般设置：
  U0CSR |= 0X40;   //允许接收

URX0IE
IEN0 的第二位，使能UART0  RX 中断

P2DIR
端口0外设优先级控制
使用USART0时 采用上电默认值

代码

/*  文件名称：uart1.c
 * 功    能：CC2530系统实验-----单片机串口发送数据到PC
 * 描    述：实现从 CC2530 上通过串口每3秒发送字串"Hello ，I am CC2530 .\n  "，在PC端实验串口助手来接收数据。使用 CC2530 的串口 UART 0 ，波特率为 57600，其他参数为上电复位默认值。
*/
/* 包含头文件 */
#include "ioCC2530.h"  //定义led灯端口
#define LED1 P1_0     // P1_0定义为P1.0

unsigned int counter=0;       //统计定时器溢出次数
void initUART0(void)
{
  PERCFG = 0x00;    
  P0SEL = 0x3c; 
  U0CSR |= 0x80; 
  U0BAUD = 216;
  U0GCR = 10; 
  U0UCR |= 0x80;  
  UTX0IF = 0;  // 清零UART0 TX中断标志
  EA = 1;   //使能全局中断
}

/************************************************************
 * 函数名称：inittTimer1
 * 功    能：初始化定时器T1控制状态寄存器
*************************************************************/
void inittTimer1()
{  
   CLKCONCMD &= 0x80;   //时钟速度设置为32MHz    
   T1CTL = 0x0E;  // 配置128分频，模比较计数工作模式，并开始启动
   T1CCTL0 |= 0x04;             //设定timer1通道0比较模式
   T1CC0L =50000 & 0xFF;    // 把50000的低8位写入T1CC0L
   T1CC0H = ((50000 & 0xFF00) >> 8); // 把50000的高8位写入T1CC0H 

   T1IF=0;           //清除timer1中断标志
   T1STAT &= ~0x01;  //清除通道0中断标志

   TIMIF &= ~0x40;  //不产生定时器1的溢出中断
   //定时器1的通道0的中断使能T1CCTL0.IM默认使能
   IEN1 |= 0x02;    //使能定时器1的中断  
   EA = 1;        //使能全局中断 
}

void UART0SendByte(unsigned char c)
{
  U0DBUF = c;       
  while (!UTX0IF);  // 等待TX中断标志，即U0DBUF就绪
  UTX0IF = 0;       // 清零TX中断标志 
}

/**************************************************************
 * 函数名称：UART0SendString
 * 功    能：UART0发送一个字符串
**************************************************************/
void UART0SendString(unsigned char *str)
{
  while(*str != '\0')
  {
    UART0SendByte(*str++);   // 发送一字节
  } 
}

/************************************************************
 * 功    能：定时器T1中断服务子程序
 ************************************************************/
#pragma vector = T1_VECTOR //中断服务子程序
__interrupt void T1_ISR(void) 
  { 
    EA = 0;   //禁止全局中断
    counter++;  //统计T1的溢出次数
    T1STAT &= ~0x01;  //清除通道0中断标志
    EA = 1;   //使能全局中断    
}

/************************************************************
 * 函数名称：main
 * 功    能：main函数入口
*******************************************************/
void main(void)
{  
   P1DIR |= 0x01;   /* 配置P1.0的方向为输出 */
   LED1 = 0;
   inittTimer1();  //初始化Timer1
   initUART0();  // UART0初始化  
   while(1) 
     {
         if(counter>=15)
            {
                          counter=0; 
                          LED1 = 1;
                          UART0SendString("Hello ! I am CC2530 .\n");
                          LED1 = 0;
                          }      
     } 
}