一些关键字:
CCM - Counter with CBC-MAC (mode ofoperation)
HAL - HardwareAbstraction Layer (硬件抽象层)
PAN - PersonalArea Network (个人局域网)
RF - RadioFrequency (射频)
RSSI - Received SignalStrength Indicator (接收信号强度指示)
本实现讲解的主要内容有分三部分:
1、工程文件介绍
2、Basic RF layer介绍及其工作过程
3、light_switch.c代码详解
一、工程文件介绍
文件夹结构大至如下,仅列出CC2530 BasicRF目录一些相关的的文件夹:每个文件夹里面放着什么东西,如果缺少其中某些,我们的灯还是否可以点亮呢?我们来一一探讨:
图1. 文件夹结构图
Ø docs文件夹:
打开文件夹里面仅有一个名为CC2530_Software_Examples的PDF文档,文档的主要内容是介绍BasicRF的特点、结构及使用,如果读者有TI的开发板的话阅读这个文档就可以做Basic RF里面的实验了,从中我们可以知道,里面Basic RF包含三个实验例程:无线点灯、传输质量检测、谱分析应用。下面讲解的内容中也有部分内容是从这个文档中翻译所得,是一份相当有价值的参考资料。
Ø Ide文件夹:
打开文件夹后会有三个文件夹,及一个cc2530_sw_examples.eww工程,其中这个工程是上面提及的三个实验例程工程的集合,当然也包含了我们无线点灯的实验工程!在IAR环境中打开,在workspace看到
- Ide\Settings文件夹:
是在每个基础实验的文件夹里面都会有的,它主要保存有读者自己的IAR环境里面的设置。
- Ide\srf05_CC2530文件夹:
里面放有三个工程,light_switch.eww、per_test.eww、spectrum_analyzer.eww 如果读者不习惯几个工程集合在一起看,也可以在这里直接打开你想要用的实验工程。
Ø source文件夹:
打开文件夹里面有apps文件夹和components文件夹
- Source\apps文件夹:
存放BasicRF三个实验的应用实现的源代码
- Source\components文件夹:
包含着BasicRF的应用程序使用不同组件的源代码
打开实验工程:
打开文件夹Zigbee CC2530BasicRF\ide\srf05_cc2530\iar路径里面的工程light_switch.eww(无线点灯)。我们的实验就是对它进行修改的。并点击application的light_switch.c用户的应用程序就是在里面的了
图2. BasicRF工程路径
二、Basic RF layer介绍及其工作过程
在介绍Basic RF之前,来看看这个实验例程设计的大体结构,如图3所示Basic RF例程的软件设计框图就如一座建筑物。
图3. 软件设计框图
Ø Hardwarelayer——对应物理实体
放在最底,肯定是你实现数据传输的基础了。
Ø HardwareAbstraction layer——对应hal_rf.c
它提供了一种接口来访问TIMER,GPIO,UART,ADC等。这些接口都通过相应的函数进行实现。
Ø Basic RF layer——对应basic_rf.c
为双向无线传输提供一种简单的协议
Ø Application layer——对应light_switch.c
是用户应用层,它相当于用户使用Basic RF层和HAL的接口,也就是说我们通过在Application layer就可以使用到封装好的Basic RF和HAL的函数。
本例程的要求就是读者理解掌握Basic RF
1.Basic RF layer简介
BasicRF由TI公司提供,它包含了IEEE 802.15.4标准的数据包的收发功能但并没有使用到协议栈,它仅仅是是让两个结点进行简单的通信,也就是说Basic RF仅仅是包含着IEEE 802.15.4标准的一小部分而已。其主要特点有:
a)不提供“多跳”、“设备扫描”及Beacon
b)不提供不同种的网络设备,如协调器、路由器等。所有节点同级,只实现点对点传输。
c)传输时会等待信道空闲,但不按802.15.4 CSMA-CA要求进行两次CCA检测。
d)不重传数据
BasicRF layer为双向无线通信提供了一个简单的协议,通过这个协议能够进行数据的发送和接收。Basic RF还提供了安全通信所使用的CCM-64身份验证和数据加密,它的安全性读者可以通过在工程文件里面定义SECURITY_CCM在Project->Option里面就可以选择
本次实验并不是什么高度机密,所以在SECURITY_CCM前面带X了。
图4. 注释SECURITY_CCM
2.Basic RF的工作过程
Basic RF的工作过程:启动、发射、接收 (请大家按照代码走)
Ø 启动
a)确保外围器件没有问题
b)创建一个basicRfCfg_t的数据结构,并初始化其中的成员,在basic_rf.h代码中可以找到
typedefstruct { uint16 myAddr; //16位的短地址(就是节点的地址) uint16 panId; //节点的PAN ID uint8 channel; //RF通道(必须在11-26之间) uint8 ackRequest; //目标确认就置true #ifdef SECURITY_CCM //是否加密,预定义里取消了加密 uint8*securityKey; uint8*securityNonce; #endif } basicRfCfg_t;
c)在Application层调用Basic Rf层basicRfInit()函数进行协议的初始化,在basic_rf.c代码中可以找到
uint8basicRfInit(basicRfCfg_t* pRfConfig)
函数功能:对Basic RF的数据结构初始化,设置模块的传输通道,短地址,PAD ID。
Basic Rf层实现:调用HAL层函数设置模块的传输通道,短地址,PAD ID。并且调用halRfRxInterruptConfig(basicRfRxFrmDoneIsr)语句动态配制接收中断的中断服务函数。
HAL层实现:分别配制FREQCTRL,SHORT_ADDR,和PAN_ID寄存器来设置模块的传输通道,短地址,PAD ID。在hal_rf.c中可以找到
Ø 发送
a)创建一个buffer,把payload放入其中。Payload最大为103个字节
b)调用basicRfSendPacket()函数发送,并查看其返回值。在basic_rf.c中可以找到
uint8basicRfSendPacket(uint16 destAddr, uint8* pPayload, uint8 length)
destAddr 目的短地址
pPayload 指向发送缓冲区的指针
length 发送数据长度
函数功能:给目的短地址发送指定长度的数据,发送成功刚返回SUCCESS,失败则返回FAILED
Basic Rf层实现:使能模块的接收功能(为了接收ACK),发送数据,等待ACK,关接收功能。
HAL层实现:发送数据的HAL层实现,将要发送的数据写入RFD寄存器,该寄存器自动将数据写入负责装发送数据的TXFIFO寄存器。
Ø 接收
a)上层通过basicRfPacketIsReady()函数来检查是否收到一个新数据包
在basic_rf.c中可以找到
uint8basicRfPacketIsReady(void)
函数功能:检查模块是否已经可以接收下一个数据,如果准备好刚返回TRUE。
Basic Rf层实现:读取rxi.isReady的值并返回。
HAL层实现:在接收中断中,检测收到的帧的帧头,如果是正确的,则把rxi.isReady赋值成TRUE.
b)调用basicRfReceive()函数,把收到的数据复制到buffer中。
代码可以在basic_rf.c中可以找到
uint8basicRfReceive(uint8* pRxData, uint8 len, int16* pRssi)
函数功能:接收来自Basic RF层的数据包,并为所接收的数据和RSSI值配缓冲区
Basic Rf层实现:把rxi.pPayload中的值赋给pRxData并传递给上层函数。从rxi.rssi中得到pRssi。并且把rxi.isReady的值重新设置成FALSE.
HAL层实现:rxi.pPayload中的值是在接收中断服务函数中,读取RFD寄存器得到的,读后,RXFIFO会自动把值写入RFD寄存器。
接收中断:在hal_types.h中可以看到如下代码将中断重命名。
#define HAL_ISR_FUNC_DECLARATION(f,v) \ _PRAGMA(vector=v##_VECTOR) __interrupt void f(void) #define HAL_ISR_FUNC_PROTOTYPE(f,v) \ _PRAGMA(vector=v##_VECTOR) __interrupt void f(void) #define HAL_ISR_FUNCTION(f,v) \ HAL_ISR_FUNC_PROTOTYPE(f,v); HAL_ISR_FUNC_DECLARATION(f,v)
找HAL_ISR_FUNCTION(f,v)函数,可以看到在hal.rf.c中HAL_ISR_FUNCTION( rfIsr, RF_VECTOR )即为中断服务函数。而其中下列代码中函数指针调用的函数即为在basicRfInit函数中配制的basicRfRxFrmDoneIsr函数。
if(pfISR){ (*pfISR)(); // Execute the custom ISR }
如果能看懂启动、发射、接收就可以说你基本上能使用这个无线模块了。
使用Basic RF实现无线传输只要学会使用这些函数就可以了,但是具体的实现过程远没有那么简单的,大家可以到….\CC2530 BasicRF\docs里面查看CC2530_Software_Examples中的5.2.4 Basic RF operation这个章节的内容,里面详细介绍了Basic RF的初始化过程、Basic RF的发射过程、Basic RF的接收过程,具体到每个层的功能函数。Zigbee本来想将这部分的内容也详细的和读者们讲解清楚,但后来再仔细考虑还是不放上来了。因为它的具体实现过程大家看文档的那个章节就可以大概明白的了,另一方面,实验例程的模块化编程做得很好,大家只需要明白函数的作用,学会使用它就行了,至于它内部是怎么样一层一层的实现,我们也不用太过关心。
三、light_switch.c代码详解
无论你看哪个实验的代码,首先要找的就是main函数。
1.main()函数
从main函数开始:(部分已经屏蔽的代码并未贴出,详细的代码请看打开工程)
1. void main(void) 2. { 3. uint8 appMode = NONE; //不设置模块的模式 4. // Config basicRF basicRfConfig.panId= PAN_ID; //上面讲的Basic RF的启动中的 5. basicRfConfig.channel =RF_CHANNEL; 第2步初始化basicRfCfg_t 6. basicRfConfig.ackRequest =TRUE; 结构体的成员。 7. 8. #ifdef SECURITY_CCM //密钥安全通信,本例程不加密 9. basicRfConfig.securityKey =key; 10. #endif 11. 12. // Initalise boardperipherals 初始化外围设备 13. halBoardInit(); 14. halJoystickInit(); 15. 16. // Initalise hal_rf 硬件抽象层的rf进行初始化 17. if(halRfInit()= =FAILED) 18. { 19. HAL_ASSERT(FALSE); 20. } 21. 22. halLedSet(2); // 关 LED2(P1_1=1) 23. halLedClear(1); // 开LED1(P1_0=0) 24. 25. 26. appSwitch(); //节点为按键S1 P0_4 27. appLight(); //节点为指示灯LED1 P1_0 28. // Role is undefined. This code should not bereached 29. HAL_ASSERT(FALSE); 30. }
Ø 第22~23行:关闭Zigbee底板的LED2,开LED1。由于Zigbee设计的LED电路是低电平点亮的,与TI不同,更符合以前大家学习单片机的习惯,所以halLedSet()置1是使灯熄灭,不过这个没关系,关键是掌握怎么使用就可以了。
Ø 第26~27行:选择其中的一行,并把另外一行屏蔽掉;这两行重要啦,一个是实现发射按键信息的功能,另一个是接收按键信息并改变LED状态的功能。分别为Basic RF发射和接收。不同模块在烧写程序时选择不同功能。
注意:程序会在appSwitch(); 或者appLight();里面循环或者等待,不会执行到第29行。
2.appSwitch()函数
接下来看看appSwitch()函数,它是如何实现数据发送的呢?
1. static void appSwitch() 2. { 3. #ifdef ASSY_EXP4618_CC2420 4. halLcdClearLine(1); 5. halLcdWriteSymbol(HAL_LCD_SYMBOL_TX,1); 6. #endif 7. // InitializeBasicRF 8. basicRfConfig.myAddr =SWITCH_ADDR; 9. if(basicRfInit(&basicRfConfig)==FAILED){ 10. HAL_ASSERT(FALSE); 11. } 12. pTxData[0] = LIGHT_TOGGLE_CMD; 13. // Keep Receiver off when not needed to savepower 14. basicRfReceiveOff(); 15. // Main loop 16. while (TRUE) //程序进入死循环 17. { 18. if(halButtonPushed()==HAL_BUTTON_1) //按键S1被按下 19. { 20. basicRfSendPacket(LIGHT_ADDR,pTxData,APP_PAYLOAD_LENGTH); 21. // Put MCU to sleep. It will wake up onjoystick interrupt 22. halIntOff(); 23. halMcuSetLowPowerMode(HAL_MCU_LPM_3); // Will turn on global 24. // interrupt enable 25. halIntOn(); 26. } 27. } 28. }
Ø 第3~6行:TI学习板上的液晶模块的定义,我们不用管他
Ø 第8~11行:Basic RF启动中的初始化,就是上面所讲的Basic RF启动的第3步
Ø 第12行:Basic RF发射第1步,把要发射的数据或者命令放入一个数据buffer,此处把灯状态改变的命令LIGHT_TOGGLE_CMD放到pTxData中。
Ø 第14行:由于模块只需要发射,所以把接收屏蔽掉以降低功耗。
Ø 第18行:if(halButtonPushed()==HAL_BUTTON_1)判断是否S1按下,函数halButtonPushed()是halButton.c里面的,它的功能是:按键S1有被按动时,就回返回true,则进入basicRfSendPacket(LIGHT_ADDR,pTxData, APP_PAYLOAD_LENGTH);
Ø 第20行:Basic RF发射第2步,也是发送数据最关键的一步,函数功能在前面已经讲述。basicRfSendPacket(LIGHT_ADDR, pTxData,APP_PAYLOAD_LENGTH)就是说:将LIGHT_ADDR、pTxData、APP_PAYLOAD_LENGTH的实参写出来就是basicRfSendPacket(0xBEEF ,pTxData[1] ,1 )把字节长度为1的命令,发送到地址0xBEEF
Ø 第22~23行:Zigbee开发板暂时还没有joystick(多方向按键),不用理它先。
Ø 第25行:使能中断
3.appLight()函数
发送的appSwitch()讲解完毕,接下来就到我们的接收appLight()函数了
1. static void appLight() 2. { 3. 7. #ifdef ASSY_EXP4618_CC2420 8. halLcdClearLine(1); 9. halLcdWriteSymbol(HAL_LCD_SYMBOL_RX,1); 10. #endif 11. // Initialize BasicRF 12. basicRfConfig.myAddr = LIGHT_ADDR; 13. if(basicRfInit(&basicRfConfig)==FAILED) { 14. HAL_ASSERT(FALSE); 15. } 16. basicRfReceiveOn(); 17. // Main loop 18. while (TRUE) 19. { 20. while(!basicRfPacketIsReady()); 21. if(basicRfReceive(pRxData,APP_PAYLOAD_LENGTH, NULL)>0) { 22. if(pRxData[0] == LIGHT_TOGGLE_CMD) 23. { 24. halLedToggle(1); 25. } 26. } 27. } 28. }
Ø 第7~10行:LCD内容暂时不用理它
Ø 第12~15行:Basic RF启动中的初始化,上面Basic RF启动的第3步
Ø 第16行:函数basicRfReceiveOn(),开启无线接收功能,调用这个函数后模块一直会接收,除非再调用basicRfReceiveOff()使它关闭接收。
Ø 第18行:程序开始进行不断扫描的循环
Ø 第19行:Basic RF接收的第1步,while(!basicRfPacketIsReady()) 检查是否接收上层数据,
Ø 第20行:Basic RF接收的第2步,if(basicRfReceive(pRxData,APP_PAYLOAD_LENGTH, NULL)>0)判断否接收到有数据
Ø 第21行:if(pRxData[0] == LIGHT_TOGGLE_CMD)判断接收到的数据是否就是发送函数里面的LIGHT_TOGGLE_CMD 如果是,执行第22行
Ø 第22行:halLedToggle(1),改变Led1的状态。
实验操作:
第一步:打开….\CC2530 BasicRF\ide文件夹下面的工程在light_switch.c里面找到main函数,找到下面内容,把appLight(); 注释掉,下载到发射模块。
appSwitch(); //节点为按键S1 P0_4 //appLight(); //节点为指示灯LED1 P1_0
第二步:找到相同位置,这次把appSwitch();注释掉,下载到接收模块。
//appSwitch(); //节点为按键S1 P0_4 appLight(); //节点为指示灯LED1 P1_0
来源:https://www.cnblogs.com/ben-ben/p/3191742.html