本書是國(guó)內(nèi)真正的CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型規(guī)劃教材, 以任務(wù)為中心, 以職業(yè)崗位能力為目標(biāo), 按照單片機(jī)與接口基礎(chǔ)的開發(fā)和設(shè)計(jì)的基本流程組織教材內(nèi)容。
本書是國(guó)內(nèi)真正的CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)型規(guī)劃教材,以項(xiàng)目任務(wù)為根本,以職業(yè)崗位能力為目標(biāo),按照開發(fā)和設(shè)計(jì)的基本流程組織內(nèi)容。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用,離不開單片機(jī)的應(yīng)用,在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中主要使用CC2530單片機(jī)設(shè)備。因此,基于CC2530的單片機(jī)應(yīng)用成為使用、管理和設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的必備知識(shí)。本書以實(shí)用技術(shù)為主的思路,以項(xiàng)目教學(xué)為導(dǎo)向,重點(diǎn)講解在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中廣泛使用的CC2530單片機(jī)。
書中主要以TI公司的CC2530產(chǎn)品為主加以講解,提供大量源于作者多年教學(xué)積累和項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的實(shí)例。在學(xué)習(xí)本書中的項(xiàng)目前,讀者需要掌握C語言程序設(shè)計(jì)、電路等基礎(chǔ)知識(shí)。
本書概念清晰,邏輯性強(qiáng),循序漸進(jìn),語言通俗易懂,適合作為高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)的單片機(jī)與接口技術(shù)等課程的教材,也適合對(duì)于單片機(jī)開發(fā)的初級(jí)、中級(jí)人員學(xué)習(xí)參考。
隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,要求單片機(jī)的作用范圍也越來越大,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用,離不開單片機(jī)的應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中主要使用CC2530單片機(jī)設(shè)備,因此,基于CC2530的單片機(jī)應(yīng)用成為使用、管理和設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的必備知識(shí)。本書的思路以實(shí)用技術(shù)為主,以項(xiàng)目教學(xué)為導(dǎo)向,重點(diǎn)講述在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中廣泛使用的CC2530單片機(jī)。
單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片上。相當(dāng)于一臺(tái)微型計(jì)算機(jī),與計(jì)算機(jī)相比,單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括地講: 一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜,為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí),學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的*佳選擇。
單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛,如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通信設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī),就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效,常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”,如智能型洗衣機(jī)等。
單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域,也滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎所有領(lǐng)域都有單片機(jī)的蹤跡。例如,導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,轎車上的安全保障系統(tǒng),錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等,這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
本書共分為8個(gè)子項(xiàng)目,分別為認(rèn)識(shí)CC2530、通用I/O端口控制、外部中斷、定時(shí)器控制、串口控制、A/D轉(zhuǎn)換控制、時(shí)鐘和電源管理以及看門狗應(yīng)用,這些子項(xiàng)目從整體上形成了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中單片機(jī)應(yīng)用的全過程。
項(xiàng)目1是認(rèn)識(shí)CC2530,完成項(xiàng)目的軟件環(huán)境搭建,包括環(huán)境安裝、模板工程建立、下載和調(diào)試等任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握CC2530的特性、應(yīng)用、芯片引腳等基本概念,掌握IAR的安裝和使用、驅(qū)動(dòng)的安裝和輔助設(shè)備的安裝。
項(xiàng)目2是通用I/O端口控制,完成通過I/O端口控制LED燈任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握通用I/O端口的基本知識(shí)和基本功能,重點(diǎn)掌握通用I/O端口的相關(guān)寄存器的概念和應(yīng)用。
項(xiàng)目3是外部中斷,完成通過按鍵中斷控制LED燈任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握中斷的概述、中斷屏蔽寄存器和中斷的處理方法和應(yīng)用。
項(xiàng)目4是定時(shí)器控制,完成定時(shí)器的控制任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握片內(nèi)外設(shè)I/O的應(yīng)用、定時(shí)器的概念、定時(shí)器的寄存器和操作的應(yīng)用,以及睡眠定時(shí)器的應(yīng)用。
項(xiàng)目5是串口控制,完成串口收發(fā)數(shù)據(jù)和串口控制LED燈等任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握串行通信接口的概念、串行通信接口寄存器的相關(guān)概念和方法,設(shè)置串行通信接口寄存器波特率的方法,重點(diǎn)是掌握UART接收的具體應(yīng)用。
項(xiàng)目6是A/D轉(zhuǎn)換控制,完成片上溫度A/D轉(zhuǎn)換控制、模擬電壓A/D轉(zhuǎn)換控制和電源電壓A/D轉(zhuǎn)換控制等任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握ADC的基本概念、ADC的輸入、ADC的寄存器應(yīng)用、ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果以及單個(gè)ADC轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。
項(xiàng)目7是時(shí)鐘和電源管理,完成時(shí)鐘顯示、系統(tǒng)休眠和低功耗的任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握CC2530的電源管理概念和原理,以及電源管理的控制方法,掌握CC2530振蕩器和時(shí)鐘的應(yīng)用。
項(xiàng)目8是看門狗的應(yīng)用,完成看門狗的任務(wù)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施,要求掌握看門狗的模式、定時(shí)器的模式,以及看門狗定時(shí)器寄存器的概念和應(yīng)用。
本書以TI公司的CC2530單片機(jī)為開發(fā)平臺(tái),提供大量源于作者多年教學(xué)積累和項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的實(shí)例。在學(xué)習(xí)本書中的項(xiàng)目前,讀者需要掌握C語言程序設(shè)計(jì)、電路等基礎(chǔ)知識(shí)。
本書概念清晰,邏輯性強(qiáng),循序漸進(jìn),語言通俗易懂,適合作為高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)的單片機(jī)與接口技術(shù)等課程的教材,也適合單片機(jī)開發(fā)的初、中級(jí)人員學(xué)習(xí)參考。
由于作者水平有限及對(duì)單片機(jī)技術(shù)和項(xiàng)目教學(xué)理解尚不全面深入,書中難免有不足和不妥之處,誠(chéng)懇希望讀者批評(píng)指正。隨著我們項(xiàng)目實(shí)施的不斷完善,希望為讀者提供更多的相關(guān)資料及錯(cuò)誤修正,力爭(zhēng)給單片機(jī)技術(shù)愛好者和學(xué)習(xí)者提供一個(gè)交流的平臺(tái)。
編者2017年2月
項(xiàng)目1認(rèn)識(shí)CC2530
1.1項(xiàng)目任務(wù)和指標(biāo)
1.2項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)
1.2.1CC2530無線片上系統(tǒng)概述
1.2.2CC2530芯片主要特性
1.2.3CC2530的應(yīng)用領(lǐng)域
1.2.4CC2530概述
1.2.5CC2530芯片引腳的功能
1.2.6CC2530增強(qiáng)型8051內(nèi)核簡(jiǎn)介
1.3項(xiàng)目實(shí)施
1.3.1任務(wù)1: 工程環(huán)境安裝
1.3.2任務(wù)2: 下載和調(diào)試
1.3.3任務(wù)3: 建立工程模板
項(xiàng)目2通用I/O端口控制
2.1項(xiàng)目任務(wù)和指標(biāo)
2.2項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)
2.2.1通用I/O端口簡(jiǎn)介
2.2.2通用I/O端口相關(guān)寄存器
2.3項(xiàng)目實(shí)施
項(xiàng)目3外部中斷
3.1項(xiàng)目任務(wù)和指標(biāo)
3.2項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)
3.2.1中斷概述
3.2.2中斷屏蔽
3.2.3中斷處理
3.3項(xiàng)目實(shí)施
項(xiàng)目4定時(shí)器控制
4.1項(xiàng)目任務(wù)和指標(biāo)
4.2項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)
4.2.1片內(nèi)外設(shè)I/O
4.2.2定時(shí)器簡(jiǎn)介
4.2.3T1寄存器
4.2.4T1操作
4.2.516位計(jì)數(shù)器
4.2.6T3概述
4.2.7睡眠定時(shí)器簡(jiǎn)介
4.2.8睡眠定時(shí)器寄存器
4.3項(xiàng)目實(shí)施
4.3.1任務(wù)1: T1控制
4.3.2任務(wù)2: T2控制
4.3.3任務(wù)3: T3控制
4.3.4任務(wù)4: T4控制
項(xiàng)目5串口控制
5.1項(xiàng)目任務(wù)和指標(biāo)
5.2項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)
5.2.1串行通信接口
5.2.2串行通信接口寄存器
5.2.3設(shè)置串行通信接口寄存器波特率
5.2.4UART接收
5.3項(xiàng)目實(shí)施
5.3.1任務(wù)1: 串口收發(fā)數(shù)據(jù)
5.3.2任務(wù)2: 串口控制LED
項(xiàng)目6A/D轉(zhuǎn)換控制
6.1項(xiàng)目任務(wù)和指標(biāo)
6.2項(xiàng)目的預(yù)備知識(shí)
6.2.1ADC簡(jiǎn)介
6.2.2ADC輸入
6.2.3ADC寄存器
6.2.4ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果
6.2.5單個(gè)ADC轉(zhuǎn)換
6.3項(xiàng)目實(shí)施