CC2530, 各类智能家居通讯技术比较

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CC2530配置红外载波

CC2530是德州仪器公司推出的用于物联网领域的基于8051架构的芯片，支持Zigbee、红外等多种无线通信方式。本文仅对红外相关的寄存器配置作一个简单说明。

1.配置时钟

配置时钟须要配置CLKCONCMD寄存器。可是须要注意的是OSC、TICKSPD和CLKSPD存在就低不就高的特色，因此若是稍有不慎，最终Timer输出的频率就不正确了。

2.配置pin复用

pin复用分为3个级别：

1）是GPIO，仍是外设？（使用PnSEL选择。）

2）外设布局。（为了方便使用，每一个外设都有两套布局，可用PERCFG选择。）

3）外设复用选择。（若是有两个外设，在第2步以后，仍然共用1个pin，则用P2DIR选择究竟用谁。注意只有P0的外设能够选，P1是不行的。）

3.配置IR载波

这一步主要是根据载波频率计算相关寄存器的值，主要是TxCCn（其中x表示Timer x，n表示Channel n）的值。

1） 计算Timer 3的值，以38KHz载波为为例：

32000000 / 38000 = 842.1053只是计量单位变为载波周期而已。

这个值是没法直接用8位的寄存器表示的，所以须要首先4分频，也就是

842.1053 = 4 * 210.5263

因此T3CC0=211，若是须要占空比50%的载波的话，T3CC1=105。

这样实际生成的载波频率为：

32000000 / 4 / 211 = 37914.7

2）计算Timer 1的值。

这里须要注意的是，这里T1CCn中配置的值，再也不以Timer tick为单位，而是以载波周期为单位。以NEC编码的逻辑1为例，载波周期为560us，整个周期为2.25ms。所以：

37914.7 / (1 / 0.00056) = 21.23

37914.7 / (1 / 0.00225) = 85.31

因此T1CC0=85，T1CC1=21

3）配置其余寄存器

IRCTL=1，打开载波模式。须要注意的是，只要载波模式打开，Timer 1的计量单位就变为载波周期，但只有Channel 1，会调制上载波信号。其余的channel只是计量单位变为载波周期而已。

还有要仔细配置相关的Timer中断，若是没有必要的话，最好把中断都关上。毕竟即便没有中断处理程序，中断仍是要消耗CPU的运算资源的。

4) timer调制模式

T1CCTLn.CMP通常选择4 - Clear Output on Compare-Up,Set on 0。

可是信号发送的最后几帧，须要特殊处理。主要的缘由是：对TxCCn的修改不是当即生效，而需等待下一次中断，但对于T1CCTLn.CMP的修改倒是当即生效的。这二者的差别有时会形成意想不到的结果。

CC2530双串口工做

CC2530虽然有两个UART，可是全部的示例中都只用到了UART0。而网上使用UART1的例子多数是实验性的代码，没有用到ZStack框架。所以对于真正的Zigbee应用来讲，如何使用UART1还是一个难题。

经过阅读ZStack的代码，能够发现UART1的使用之因此困难，主要有如下几方面的问题：

1.Pin复用。因为Pin默认是用于GPIO的，所以要想使用UART1首先要配好相关的Pin。这个能够参考那些从零作起的实验性代码，这些代码主要聚焦于如何配置寄存器，而不是ZStack。

2.ZStack中使用HAL_UART_DMA和HAL_UART_ISR用于指定串口的端口和驱动类型。但因为宏的值是惟一的，所以并不能两个UART都采用DMA或者ISR。可是一个UART用DMA，另外一个用ISR其实是能够的。这也是最简单的同时使用双串口的方法。

3.若是简单的配置HAL_UART_DMA和HAL_UART_ISR，可能会连接失败。从提示可知是驱动所占的RAM超过了系统的RAM所致。这时须要缩小两个串口的缓冲区的大小，即修改HAL_UART_DMA_RX_MAX和HAL_UART_ISR_RX_MAX的大小。

4.若是继续深刻代码的话，能够发现HAL_UART_DMA和HAL_UART_ISR的惟一性，并非两个串口不能同时DMA的关键。问题的关键在于，HAL UART的代码中，DMA和ISR都只有一套数据结构。所以若是采用两套数据结构的话，理论上是能够双串口DMA或ISR的。

5.那么问题就来了，既然能够这样作，为何TI不去作呢？一句话仍是资源的问题。双串口会致使每一个串口的缓冲区尺寸减少。同时DMA虽然有5个通道，但一个串口就要用掉两个（收发各一个）。按照ZStack默认的配置，DMA 0没有用，DMA一、2用于AES，只有DMA三、4用于串口。所以实际上TI是不推荐双串口同时工做的。

CC2530按键事件流程

CC2530的按键事件是由GPIO的中断触发的。全部的GPIO均可以做为按键事件的中断源。但CPU的中断向量有限，只有3个中断向量P0INT、P1INT和P2INT可用于GPIO中断。在中断处理程序中，读取PxIFG寄存器可得到到底是哪一个GPIO产生的中断。

1.寄存器

P0IEN—-中断控制器的中断开关。

IEN1.P0IE—-CPU中断的开关。

IRCON—中断是否pending。

P0IFG—中断发生时，获取到底是哪一个GPIO产生的中断。

PICTL—上升沿仍是降低沿触发中断。

2.软件流程

P0INT_VECTOR

halKeyPort0Isr

halProcessKeyInterrupt

HAL_KEY_EVENT

HalKeyPoll

HalKeyRead

HalKeyConfig/OnBoard_KeyCallback

OnBoard_SendKeys

KEY_CHANGE

以上的流程是针对中断式按键消息，轮询式的按键消息，从HAL_KEY_EVENT开始。系统在开机时自动执行一次HAL_KEY_EVENT的处理函数，而后发起下一次的定时查询请求。如此一直循环下去。

3.向框架添加一个新的按钮触发源

HAL代码中已经有HAL_KEY_SW_6_PORT等一系列的宏，并定义了KEY_SW_6的行为。照着KEY_SW_6的样子添加新的按键便可。

CC2530 Target类型

CC2530EB—Evaluation Board

CC2530USB

CC2530ZNP—Zigbee Pro Network Processor

从各方面的信息综合来看，这应该是指三种不一样类型的板子。

CC2530的竞争对手

目前已知的有Ember公司的EM250、atmel公司的产品、microchip公司的产品。国内的广州致远，也就是周立功，也有同类产品（采用NXP JN5168模块）。

CC2530 Option的几点解释

这里以IAR 8.10为例，说明一下菜单Project->Options里有哪些可选的内容以及它们的含义。因为可供选择的内容很是多且杂，这里仅列举我的实际使用到的几点经常使用功能。

如何肯定设备类型？

General Options->Target->Device information->Device

这个经常使用于根据已有软件代码，反查设备型号。在代码移植的时候颇有用。

printf & scanf

General Options->Library options

嵌入式设备因为硬件功能有限，常需对软件代码进行裁剪，以刚好知足须要为最终目标。具体到printf和scanf函数，亦可根据须要选择不一样的功能集合。

VLA

C/C++ Compiler->Language->C dialect

可变长数组（variable length array，简称VLA）在我看来，是C99标准的最大福利。这一点VC至今都不支持，鄙视之。。。

输出的二进制文件的格式

Linker->Output->Format

大的来讲可分为两类：

1.Debug版本。也就是选择“Debug information for C-APY”选项。若是须要在IAR中，打断点调试的话，必须选择这个选项。

2.Release版本。选择“Other”选项。

这里说一下使用TI公司的SmartRF Flash Programmer烧写这两种类型文件的方法。

Release版本比较简单，直接选择“Erase and program”便可。

Debug版本须要首先选择“Read flash into hex-file”，而后再选择“Erase and program”。以下图所示：

网上有些人因为不晓得这一步，而得出Debug版本没法烧写的结论，这是不正确的。

输出二进制文件的flash布局

在项目的生成路径下，不只有存放二进制文件的Exe文件夹，还有个List文件夹。在List文件夹下有个.map文件，包含了不少的连接信息。

空中升级

CC2530的空中升级可使用如下两种方法：

1.OTA（Over The Air）。这是zigbee联盟制定的标准。具体到CC2530，就是须要添加ZCL的支持。

2.OAD（Over Air Download）。TI专有的空中升级文件的技术，比OAT更早面市。这也是TI官方的技术人员推荐的方法。

其实二者的原理都差很少。

并不是全部的CC2530设备都能空中升级，TI官方的说法是要想升级须要知足如下条件之一：

1）有外接FLASH存储空间。

2）没有外接FLASH的设备，其image的大小 < (片上FLASH空间 - bootloader空间) / 2。

从第2个条件不难看出，空中升级的原理是将新的image下载到flash空闲区域，而后用新的image替换老的image。

但因为即便最优化的Zstack协议栈也至少有140KB，而CC2530最多只有256KB，所以第2个条件其实是不可能知足的。

各类智能家居通讯技术比较

名称	概况	优势	缺点
Zigbee	基于IEEE 802.15.4的一种近程（10米~100米）、低速率（250Kbps标称速率）、低功耗的无线网络技术。	具备低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特色。	协议Profile比较复杂，致使厂家的各自为政，产品兼容性较差。
Z-Wave	由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格。	Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，产品兼容性好。	技术把持在Zensys手中，产业链较封闭，芯片可选余地不大，渐趋式微。
KNX	Konnex协会提出的家庭、楼宇自动化的有线解决方案。	历史悠久，功能丰富，标准完善，厂商支持度比较高。在西欧和北欧比较流行。	虽然新的标准中可使用868 MHz的RF进行无线传输，但总的来讲，仍是个有线方案。适合楼宇建筑时的预装，而不适合后期的智能改造。
BlueTooth Low Energy（BLE）	基于IEEE 802.15.1的的低功耗无线通信技术。	只是协议升级，无需硬件升级，可充分利用现有手机的蓝牙功能，快速部署智能终端。	不支持网状网络，不支持多跳。所以要求传输双方都必须在无线信号可直接到达的范围以内。这一点直接限制了传输的距离。BLE 4.1以后，虽然能够自组Mesh网，但硬件须升级。
SUB 1G	1GHz如下的ISM无线通信技术。	传输距离可达2~100km。	协议栈依赖芯片厂商提供。更像一种通信方式，而非通信解决方案。
Low Power Wifi	低功耗的wifi技术，有两个变种：普通型和802.11ah。	传输速度高。普通型兼容现有wifi设备。802.11ah穿透性好。	功耗仍然比Zigbee和BLE大一个数量级。
Thread	Google在IEEE 802.15.4的基础上构建的6LowPan方案。	因为MAC层和Zigbee相同，所以具有Zigbee的大多数优势，且协议更友好（设计思想接近IPV6）。	不兼容现有设备，市场前景有待观察。
UWB(Ultra Wideband)	一种无载波通讯技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。	UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。	尚处于试验阶段，没有成功的产品。
电力载波	基于电力线传输的有线通信协议。	无须布线，传输速度高（500Mbps），距离远（500m）。	不适合无电力线的场景。
NB-LTE & NB-CIoT	都是蜂窝无线通讯网向物联网进军的产物。前者由Nokia、Ericsson和Intel提出，然后者由华为提出。	号称与现有LTE网络兼容，但2015年9月才推出，具体规格不详。