CC2530单片机技术与应用课件单元六 模数转换应用
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物联网系列专业课程：CC2530单片机开发
说明
LED灯
空气质量监测 电池电压监测 燃气电压监测 蜂鸣器 数据灯 网络灯 按键
目录 Contents
CC2530处理器介绍 无线开发套件（培训） IAR程序开发与调试 CC2530常用接口实验 CC2530外设驱动实验 CC2530综合程序设计
Education Solutions
调试状态按钮：
暂 停 运 行
08:23 / 24
程序编译、下载并进入运行状态
在调试状态下，程序重新编译、下载并件 编译选定的单个文件
Stop Debugging退出调试状态 Go：程序全速运行 Run to cursor：程序运行到光标处 Next Statement：程序运行到下一条语句 Step Out：程序运行跳出子函数 Step Into：程序运行进入子函数 Step Over：程序逐行运行 Reset：程序复位，运行到main函数
接下来就可以进行程序的单步、断点等调试方法了。
第一次使用要安装驱动（win7以上版本会自动安装）：驱动位置，C:\Program Files (x86)\Texas Instruments\SmartRF Tools\Drivers\Cebal）
08:23 / 23
工具栏常用按钮
工具栏基本按钮：
ZigBee节点（1） ZigBee调试接口（1） ZigBee USB串口（1）
ZigBee节点（2） ZigBee调试接口（2） ZigBee USB串口（2）
ZigBee节点（3） ZigBee调试接口（3） ZigBee USB串口（3）
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通信数据灯 网络状态灯
10 11
1 2
08:23 / 31
CC2530：I/O
cc2530课程设计
cc2530课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握cc2530的基本概念、特性以及应用。
具体包括：1.知识目标：–了解cc2530的基本概念和特性。
–掌握cc2530在物联网应用中的基本原理和操作方法。
2.技能目标：–能够使用cc2530进行基本的编程和调试。
–能够利用cc2530设计和实现简单的物联网应用。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识和团队协作精神。
–增强学生对物联网技术的认识，提高他们对物联网技术的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括cc2530的基本概念、特性、编程以及应用。
具体安排如下：1.第一章：cc2530概述–cc2530的基本概念–cc2530的特性2.第二章：cc2530编程基础–cc2530的编程环境–cc2530的基本编程语法3.第三章：cc2530应用实例–cc2530在物联网应用中的基本原理–cc2530在物联网应用中的操作方法三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于讲解cc2530的基本概念、特性和编程基础。
2.案例分析法：通过分析具体的物联网应用实例，使学生更好地理解cc2530的应用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行编程和调试，提高他们的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的cc2530教材作为主要教学资料。
2.参考书：提供相关的物联网技术参考书籍，供学生自主学习。
3.多媒体资料：制作教学PPT，提供清晰的cc2530操作演示视频等。
4.实验设备：准备cc2530开发板、调试器等实验设备，为学生提供实践机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，包括平时表现、作业、考试等，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，考察学生的参与度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，要求学生在规定时间内完成，以检验学生对课程内容的掌握程度。
Zigbee无线单片机CC2530介绍
第三章 ZigBee无线单片机TI 公司的CC2530是真正的系统级SoC芯片,适用于2.4GHz IEEE 802.15.4,ZigBee和RF4CE应用。
CC2530包括了极好性能的一流的RF收发器，工业标准增强型8051 MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM，具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统，以及许多其它功能强大的特性，结合德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈（Z-Stack™），提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。
CC2530可广泛应用在2.4-GHz IEEE 802.15.4系统， RF4CE遥控控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健等领域。
3.1 CC2530芯片的特点CC2530是一个真正的用于2.4-GHz IEEE 802.15.4与Zigbee应用的SOC解决方案。
这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4 GHz ISM波段应用对低成本、低功耗的要求。
它结合了一个高性能2.4 GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一颗工业级小巧、高效的8051控制器。
CC2530芯片方框图如图3.1所示。
内含模块大致可以分为三类：CPU 和内存相关的模块；外设、时钟和电源管理相关的模块，以及射频率相关的模块。
CC2530在单个芯片上整合了8051兼容微控制器、ZigBee 射频(RF)前端、内存和FLASH存储器等，还包含串行接口(UART)、模/数转换器(ADC)、多个定时器(Timer)、AESl28安全协处理器、看门狗定时器(WatchDog Timer)、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(Power 0n Reset)、掉电检测电路(Brown Out Detection)以及21个可编程IO口等外设接口单元。
CC2530芯片采用O.18um CMOS工艺生产，工作时的电流损耗为20 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于30 mA或40 mA。
单片机原理及应用说课课件
时钟源
讲解单片机时钟源的种类和时钟 频率对系统性能的影响。
分频器
解释分频器的作用和配置，以及 如何调整时钟频率。
单片机的中断系统
1 中断的概念
介绍中断是单片机用于处理实时事件的机制。
2 中断源
列举常见的中断源，如定时器中断和外部中断。
3 中断优先级
解释中断优先级的概念和处理多个中断的策略。
单片机的IO口
单片机原理及应用说课课 件
这份课件将带您了解单片机的原理和应用。通过图文并茂的方式，你将掌握 单片机的工作原理、组成及分类、存储和时钟系统、中断和IO口等知识。
单片机概述
介绍单片机的定义、特点和应用领域，以及单片机在嵌入式系统中的重要性。
单片机工作基本原理
解释单片机的基本工作原理，包括输入输出、运算控制和存储器等方面的内容。
单片机的组成及分类
Central Processing Unit (CPU)
解释CPU是单片机的核心部 件，负责执行指令和控制操 作。
Memory
探讨单片机的存储单元，包 括ROM和RAM的作用和区别。
Peripherals
探讨与单片机相连的外设， 如输入输出口和通信接口。
单片机的时钟系统
晶振
介绍晶体振荡器的原理和在单片 机中的应用。
汇编语言
讲解汇编语言的特点、指令集和编写方法。
C 语言
介绍C语言作为单片机编程的高级语言，包括语法和常用函数。
其他语言
探讨其和种类，如数字和模拟IO口，以及常见的接口标准。
单片机的特殊功能寄存器
功能寄存器的作用
探究特殊功能寄存器在单片机中 的重要性和使用方式。
控制寄存器
状态寄存器
解释控制寄存器的功能和配置， 如如何设置引脚的输入输出模式。
CC2530单片机原理及应用教学课件第3章
~SRAM_SIZE-1。
返回
3.1.2 存储器和映射
CODE映射一
0xFFFF Bank 0-7
(32KB FLASH)
0x8000 0x7FFF
普通区/Bank 0 (32KB FLASH)
0x0000
CC2530F256中的FLASH存储空间为256KB， 超出了8051单片机16位地址总线的寻址空间。
3.3 通用 I/O
3.3.1 功能寄存器PxSEL 3.3.2 方向寄存器PxDIR 3.3.3 配置寄存器 PxINP 教学目标：掌握CC2530通用 I/O 寄存器及其应用。
3.3 通用I/O
知识点1：I/O端口的特点、分类、设置方法 提问：I/O端口的重要特点是什么？CC2530有哪些端口？分别是多少位？ 对应哪些引脚？ 知识点2：功能选择寄存器PxSEL 提问：功能选择寄存器有什么作用？如何配置？ 知识点3：方向寄存器PxDIR 提问：方向寄存器有什么作用？如何配置？ 知识点4：寄存器应用 提问：如何控制LED闪烁
1111
=0xFFF F
信息页面映射到XDATA的地址区域为
XBANK ( 可选的32ＫＢ闪存区 ）
0x7800~0x7FFF，个只读区域，存储与芯片相
０x8000 ０x7FFF
０x7800
信息页面 （2KB）
关的信息。 8051的SFR寄存器映射的地址区域为
8051 SFR空间 8051 DATA 空间
（0x8000+SRAM_SIZE-1），从而使程序代码从RAM执行。
0：SRAM映射到CODE功能禁用;1：SRAM映射到CODE功能使能
2~0 XBANK[2:0] 000 R/W XDATA区选择，控制物理闪存存储器的哪个代码区域映射到
CC2530单片机原理及应用教学课件第2章1
ZigBee路由器——主要负责找寻、建立及修复封包数据的路由路径，并 负责转发封包数据，通时也可以配置网络中节点地址。
ZigBee终端节点——智能选择已经建立形成的网络，可传送数据给协调 器和路由器，但不能转发数据。
3.1 ZigBee硬件开发平台认识
上述三种设备根据功能完整性可分为全功能（Full Function Device，FFD）和简化功能（Reduced Function Device， RFD）设备。
3.1 ZigBee硬件开发平台认识
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备节 点组成。
ZigBee硬件开发平台包括ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee 终端节点，它们负责的主要功能如下：
ZigBee协调器——主要负责网络的建立、信道的选择以及网络中节点地 址的分配，是整个ZigBee网络的控制中心。
并支持在线调试功能 传感器接口：提供光敏传感器接口、温度传感器接口、热红外传感器接口、烟
雾传感器接口。 继电器接口：提供I/O输出接口，主要负责控制其它设备，如灯泡、电机等。 Zigbee核心模块插接处：主要负责连接CC2530核心模块。 思考：核心模块和电池板是如何设计的？
3.2 CC2530核心模块设计
一个全功能设备可与多个RFD设备或多个其它FFD设备通信，而 一个简化功能设备只能与一个FFD通信。
协调器、路由器必须为FFD，终端设备既可以是FFD,也可以是 RFD。
注意：终端设备一般都是RFD。
3.1 ZigBee硬件开发平台认识
仿真器
6个
ZigBee 节点
电源
课程使用的开发平台包含的硬件
知识点1：插接口电路 知识点2：电源设计电路
ZigBee终端节点——智能选择已经建立形成的网络，可传送数据给协调 器和路由器，但不能转发数据。
3.1 ZigBee硬件开发平台认识
上述三种设备根据功能完整性可分为全功能（Full Function Device，FFD）和简化功能（Reduced Function Device， RFD）设备。
3.1 ZigBee硬件开发平台认识
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备节 点组成。
ZigBee硬件开发平台包括ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee 终端节点，它们负责的主要功能如下：
ZigBee协调器——主要负责网络的建立、信道的选择以及网络中节点地 址的分配，是整个ZigBee网络的控制中心。
并支持在线调试功能 传感器接口：提供光敏传感器接口、温度传感器接口、热红外传感器接口、烟
雾传感器接口。 继电器接口：提供I/O输出接口，主要负责控制其它设备，如灯泡、电机等。 Zigbee核心模块插接处：主要负责连接CC2530核心模块。 思考：核心模块和电池板是如何设计的？
3.2 CC2530核心模块设计
一个全功能设备可与多个RFD设备或多个其它FFD设备通信，而 一个简化功能设备只能与一个FFD通信。
协调器、路由器必须为FFD，终端设备既可以是FFD,也可以是 RFD。
注意：终端设备一般都是RFD。
3.1 ZigBee硬件开发平台认识
仿真器
6个
ZigBee 节点
电源
课程使用的开发平台包含的硬件
知识点1：插接口电路 知识点2：电源设计电路
《单片机原理与应用》ppt课件
条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。
单片机原理及应用说课ppt课件
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单片机原理及应用说 课ppt课件
目录
• 课程介绍与目标 • 单片机基本原理 • 单片机外部扩展技术 • 单片机接口技术 • 单片机应用系统设计实例分析 • 实验教学内容安排与考核方式 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
课程背景与意义
信息技术发展迅速， 单片机作为嵌入式系 统核心，应用广泛
适应社会对单片机应 用人才的需求，提高 学生就业竞争力
新能源与节能环保
在新能源和节能环保领域，单片机将应用于太阳能、风能 等可再生能源的转换和控制，以及能源管理和节能控制等 方面。
工业自动化与智能制造
在工业自动化领域，单片机将作为控制器和执行器广泛应 用于各种自动化设备中，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器人
随着人工智能技术的不断发展，单片机将作为机器人的核 心控制单元，实现机器人的感知、决策和执行等功能。
内部结构和工作原理
内部结构
主要包括中央处理器（CPU）、 存储器（ROM、RAM）、I/O接 口、定时器/计数器、中断系统
等。
工作原理
单片机通过执行存储在存储器中 的程序，实现对外部设备的控制 和数据处理。程序由一系列指令 组成，指令在CPU中执行，完成
各种操作。
时序与复位
单片机的时序是指各部件之间协 调工作的时间顺序。复位操作是 将单片机恢复到初始状态，以便
D
简易计算器设计
设计目标
实现基本的数学运算功能，包括加、 减、乘、除等。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通过按 键输入数字和运算符，经过处理后在 显示屏上显示结果。
硬件组成
单片机、按键、显示屏、电阻、电容 等。
软件设计
编写程序实现按键输入识别、数学运 算处理、结果显示等功能。
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任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 对于CC2530的ADC模块，端口P0引脚可以配置为ADC输 入端，依次为AIN0～AIN7。可以把输入配置为单端或差分 输入。在选择差分输入的情况下，差分输入包括输入对 AIN0-AIN1、AIN2-AIN3、AIN4-AIN5和AIN6-AIN7。 除了输入引脚AIN0-AIN7,片上温度传感器的输出也可以选 择作为ADC的输入用于温度测量；还可以输入一个对应 AVDD5/3的电压作为一个ADC输入，在应用中这个输入可 以实现一个电池电压监测器的功能。
单元六 模数转换应用
2018-01-28
目录
1 实现外部电压AVDD的测量 2 实现电压值AVDD/3的测量
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
一、任务描述
编写程序实现实验板测定芯片外部光敏传感器的电压，通过串口发送电 压值。实验板上安装光敏传感器，经ADC转换以后通过串口将电压值 发送给PC，可以通过串口调试软件读取电压值。具体工作方式如下： ①通电后，LED1熄灭。 ② UART0串口初始化。 ③设置ADC。 ④LED点亮。 ⑤开启单通道ADC。 ⑥ADC对通道0进行模数转换测量电压。 ⑦发送字符串测量电压值。 ⑧LED熄灭。 ⑨延时一段时间。 ⑩返回步骤④循环执行。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 1．电信号的形式与转换 从电信号的表现形式上，可以分为模拟信号和数字信号。 （2）数字信号 在数字电路中，由于数字信号只有0、1两个状态，它的值 是通过中央值来判断的，在中央值以下规定为0，以上规定 为1，所以即使混入了其他干扰信号，只要干扰信号的值不 超过阀值范围，就可以再现出原来的信号。即使因干扰信 号的值超过阀值范围而出现了误码，只要采用一定的编码 技术，也很容易将出错的信号检测出来并加以纠正因此， 与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干 扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 特别提醒：负电压和大于VDD（未调节电压）的电压都不 能用于这些引脚。它们之间的转换结果是在差分模式下每 对输入端之间的电压差值。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 8位模拟量输入来自I/O引脚，不必通过编程将这些引脚变 为模拟输入。但是，当相应的模拟输入端在APCFG寄存器 中被禁用时，此通道将被跳过。当使用差分输入时，相应 的两个引脚都必须在APCFG寄存器中设置为模拟输入引脚。 APCFG寄存器描述如表6.1所示。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
二、任务目标 1.训练目标 ①检验CC2530单片机设置ADC模块寄存器技能。 ②检验学生掌握CC2530单片机对测量的电压进行转换和设 定转换精度的技能。 ③检验学生掌握PC机通串口通信发送传感器相关参数的技 能。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
二、任务目标 2.素养目标 ①培养学生在工作现场的6S意识和用电安全意识。 ②爱惜工具，注重场地整洁。 ③具备积极、主动的探索精神。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 2．CC2530的ADC模块
AIN0 . . .
AIN7
VDD/3 TMP_SENSOR
Int 1.25V AIN7 AVDD
AIN6-AIN7
参考 电压 发生
器
输入 多路 切换
器
Sigma-delta 解调器
抽取滤波器 时钟产生和控制
图6.1 ADC框图
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 2．CC2530的ADC模块 CC2530的ADC模块支持最高14位二进制的模拟数字转换， 具有12位的有效数据位。它包括一个输入多路切换器，具 有8个各自可配置的通道；以及一个参考电压发生器。转换 结果通过DMA写入存储器，还具有多种运行模式。ADC模 块结构如图6.1所示。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 1．电信号的形式与转换 从电信号的表现形式上，可以分为模拟信号和数字信号。 （1）模拟信号 模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、 湿度、压力、长度、电流、电压等等，我们通常又把模拟 信号称为连续信号，它在一定的时间范围内可以有无限多 个不同的取值。
任务一 实现外部电压值AVDD的测 量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （2）序列ADC转换与单通道ADC转换 CC2530的ADC模块可以按序列进行多通道的ADC转换， 并把结果通过DMA传送到存储器，而不需要CPU参与。 转换序列可以由APCFG寄存器设置，八位模拟输入来自I/O 引脚，不必经过编程变为模拟输入。如果一个通道是模拟 I/O输入，它就是序列的一个通道，如果相应的模拟输入在 APCFG中禁用，那么此I/O通道将被跳过。当使用差分输入， 处于差分对的两个引脚都必须在APCFG寄存器中设置为模 拟输入引脚。
任务一 实现外部电压值AVDD的测 量
表6.1 APCFG寄存器的描述
位Hale Waihona Puke 位名称复位值操作
描述
7:0
APCFG[7:0]
0
R/W
模拟外设I/O配置。
APCFG[7:0]选择P0.7～P0.0作为模拟输入。
0：模拟I/O禁用。
1：模拟I/O使用。
任务一 实现外部电压值AVDD的测 量
三、相关知识 3．ADC的工作模式 （1）ADC模块的输入 单端电压输入AIN0～AIN7以通道号码0～7表示。通道号 码8到11表示差分输入，它们分别是AIN0-AIN1、AIN2AIN3、AIN4-AIN5和AIN6-AIN7组成。通道号码12到15 分别用于GND（12)、预留通道（13）、温度传感器（14） 和AVDD5/3（15）。
任务一 实现外部电压值AVDD的测量
三、相关知识 模拟/数字转换 (Analog to Digital Converter，简称ADC) 是将输入的模拟信号转换为数字信号。各种被测控的物理 量（如：速度、压力、温度、光照强度、磁场等）是一些 连续变化的物理量，传感器将这些物理量转换成与之相对 应的电压和电流就是模拟信号。单片机只能接收数字信号， 要处理这些信号就必须转换成数字信号，模拟/数字转换是 数字测控系统中必须的信号转换。