Zigbee无线单片机CC2530的介绍
CC2530芯片介绍
CC2530芯片资料CC2530是专门针对IEEE 802.15.4和Zigbee应用的单芯片解决方案，经济且低功耗。
CC2530有四种不同的版本：CC2530-F32 / 64 / 128 / 256。
分别带有32 / 64 / 128 / 256 KB 的闪存空间；它整合了全集成的高效射频收发机及业界标准的增强型8051微控制器，8 KB 的RAM和其他强大的支持功能和外设。
主要特点：●高达256kB的闪存和20kB的擦除周期，以支持无线更新和大型应用程序●8kB RAM用于更为复杂的应用和Zigbee应用●可编程输出功率达+4dBm●在掉电模式下，只有睡眠定时器运行时，仅有不到1uA的电流损耗●具有强大的地址识别和数据包处理引擎利益：●支持Zigbee / Zigbee PRO , Zigbee RF4CE, 6LoWPAN, WirelessHART 及其他所有基于802.15.4标准的解决方案；●卓越的接收机灵敏度和可编程输出功率；●在接收、发射和多种低功耗的模式下具有极低的电流消耗，能保证较长的电池使用时间；●一流的选择和阻断性能（50-dB ACR）应用：●智能能源/自动化仪表读取●远程控制●居家及楼宇自动化●消费类电子产品●工业控制及监测低功耗无线传感器网络CC2530芯片参数特性：可最大化通信范围的101dBm链路预算（101dBm link budget）可最小化干扰源影响的业界一流的选择性（Best in class selectivity）可最大化电池供电器件使用寿命的灵活低功耗模式（Flexible low-power modes）功能强大的5通道DMA引擎（Powerful 5-channel DMA engine）用于远程控制应用的IR生成电路(IR generation circuitry)高达256K的闪存（Up to 256k Flash）CC2530开发套件通过深圳市无线龙科技有限公司的CC2530-PK的开发系统，让您充分了解、熟悉和使用CC2530。
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现
基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现1. 引言1.1 基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现概述Zigbee无线传感网络是一种低成本、低功耗、短距离的无线通信技术，适用于物联网领域。
本文基于CC2530芯片，对Zigbee无线传感网络的设计与实现进行了探讨和研究。
在传感网络中，节点之间通过无线通信实现信息传输和数据交换，构建起一个相互协作的网络体系。
CC2530芯片作为一种低功耗、高集成度的无线通信芯片，具有良好的性能和稳定性，非常适合用于Zigbee无线传感网络的设计。
本文将通过介绍Zigbee无线传感网络的原理与技术、CC2530芯片的特点，以及网络拓扑结构设计、节点通信协议设计和能量管理设计等方面的内容，来探讨基于CC2530的Zigbee无线传感网络的设计与实现方法。
通过对设计与实现结果进行分析，可以了解到该系统的性能和可靠性。
同时，也会探讨存在的问题，并展望未来的发展方向。
这将有助于进一步完善基于CC2530的Zigbee无线传感网络系统，提高其在物联网应用中的实际效果和应用前景。
2. 正文2.1 Zigbee无线传感网络原理与技术Zigbee无线传感网络是一种基于IEEE 802.15.4标准的低成本、低功耗、短距离无线通信技术。
它主要用于构建小型自组织的自动化控制系统，适用于各种物联网应用场景。
Zigbee网络采用星型、树状和网状等不同的拓扑结构，其中最常见的是网状结构，可以实现节点之间的多跳通信，提高网络覆盖范围和可靠性。
节点之间可以通过广播、单播和多播等方式进行通信，实现数据的传输和控制。
在Zigbee协议栈中，包括物理层、MAC层、网络层和应用层。
其中物理层负责传输数据，MAC层处理数据的接入控制，网络层负责路由和组网，应用层实现具体的应用功能。
通过这些协议层的配合，可以实现数据的可靠传输和快速响应。
Zigbee网络还支持多种不同的信道选择和能量管理机制，可以根据具体的应用场景来选择最适合的工作模式，以实现最佳的性能和功耗平衡。
cc2530应用案例
cc2530应用案例
CC2530是一种符合802.15.4标准的无线收发芯片，常用于无线传感器网络和物联网设备。
下面是一些基于CC2530的应用案例：
1.无线传感器网络：CC2530适用于构建无线传感器网络，通过在各种环境中部署传感
器节点，可以监测温度、湿度、压力、光照等参数，并将数据无线传输到主节点或数据中心进行分析和处理。
2.智能家居：CC2530可以用于智能家居系统中的无线通信和控制，例如智能灯泡、智
能插座等设备，实现远程控制、定时开关等功能。
3.智能农业：通过在农田中部署传感器节点，使用CC2530将土壤湿度、温度、光照
等数据无线传输到终端设备，实现智能化灌溉、施肥等农业管理。
4.物流跟踪：CC2530可以用于物流跟踪系统，通过在物品上安装传感器节点，实时监
测物品的位置、温度、湿度等参数，实现对物流过程的全程跟踪和管理。
5.智能建筑：在智能建筑中，CC2530可以用于实现楼宇自动化、安防系统、照明系统
等领域的无线通信和控制，提高建筑的智能化程度和节能效果。
6.环境监测：CC2530可以用于环境监测系统，监测空气质量、噪声、水质等参数，并
将数据传输到数据中心进行分析和处理，为环境保护提供科学依据。
7.工业自动化：在工业自动化领域，CC2530可以用于实现机器设备间的无线通信和控
制，提高生产效率和降低维护成本。
总之，CC2530作为一种低功耗、高性能的无线收发芯片，具有广泛的应用前景。
通过结合具体场景和需求，利用CC2530的无线通信和低功耗特性，可以实现各种智能化和远程控制的应用。
2-CC2530简介
CC2530外设
强大的5通道DMA IEEE802.15.4MAC定时器，通用定时器（一个16 位定时器，一个8位定时器） IR发生电路（IR 中断） 具有捕获功能的32-kHz睡眠定时器 硬件支持CSMA/CA 支持精确的数字化RSSI/LQI
CC2530外设
ledio.h
#ifndef _LEDIO_H_ #define _LEDIO_H_ #include <ioCC2530.h> #define LED_2 P1_1 extern void IoInit(void); extern void Delay(unsigned int time); #endif
CC2530基础开发
CC2530芯片
CC2530 是基于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee 和 RF4CE 上的一个片上系统解决方案。其特点是以极 低的总材料成本建立较为强大的网络节点。 CC2530 芯片结合了RF 收发器，增强型8051 CPU， 系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其他模块的 强大的功能。如今CC2530 主要有四种不同的闪存 版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有 32/64/128/256KB 的闪存。其具有多种运行模式， 使得它能满足超低功耗系统的要求。同时CC2530 运行模式之间的转换时间很短，使其进一步降低能 源消耗。
main.c
#include <ioCC2530.h> #include "ledio.h" main() { IoInit(); while(1) { LED_2 = 0; Delay(20); LED_2 = 1; Delay(20); } }
使用cc2530的案例
使用CC2530的案例第一部分：CC2530简介CC2530是一款由德州仪器（TI）公司推出的无线通信芯片，主要用于低功耗、短距离通信应用。
本部分将介绍CC2530的基本特性和应用领域。
1. CC2530的基本特性：CC2530是一款集成了RF收发器、微控制器、闪存和其他必要组件的芯片。
其采用IEEE 802.15.4标准，支持2.4 GHz频段，具有低功耗、高性能的特点。
2. CC2530的应用领域：CC2530广泛应用于物联网（IoT）、无线传感器网络（WSN）、家庭自动化、工业控制等领域。
其灵活性和低功耗的特性使其成为许多嵌入式系统的理想选择。
第二部分：智能家居中的CC2530应用1. 智能灯控系统：在智能家居中，CC2530可以用于搭建智能灯控系统。
通过与灯具连接，用户可以通过手机或其他智能设备远程控制灯光亮度、颜色，实现智能化的照明管理。
2. 温湿度监测系统：利用CC2530的低功耗特性，可以构建温湿度监测系统。
传感器采集环境数据，通过CC2530传输至中心控制器，用户可以实时监测室内温湿度，并根据需要进行调节。
3. 安防系统：CC2530也可以应用于智能家居的安防系统。
通过连接门窗传感器、红外感应器等设备，CC2530可以实现对家庭安全状态的监测，当有异常情况时及时发送通知。
第三部分：工业控制中的CC2530应用1. 无线传感器网络（WSN）：在工业控制领域，CC2530常用于构建无线传感器网络。
通过无线连接传感器，实现对工业环境参数的实时监测，提高工业系统的智能化水平。
2. 远程设备监控：利用CC2530的远距离通信能力，可以实现对分布在不同位置的设备的远程监控。
工程师可以通过中心控制器远程管理和维护设备，提高工业生产的效率和可靠性。
3. 智能物流跟踪系统：在工业物流中，CC2530可以用于物品的实时追踪和监控。
通过与传感器和GPS模块结合，实现对物流过程的实时监测，提高物流运输的效率和安全性。
CC2530简介
CC2530的典型应用
输入输出匹配：当使用单极子的一个不平衡天线，需要用一个巴伦来对性能 进行优化，我们可以采用低成本分立电感或电容来实现，这里主要运用 C262,L261,C252,L252. 如果使用了诸如折叠偶极子这样的平衡天线，巴伦可以忽略。
1.8V片上稳压器：用以提供1.8V的数字逻辑电压，采用这一个稳压器要求用一 个去耦电容C401来获得稳定运行效果。
➢ ADC：支持7到12位的分辨率，带宽范围为7-30kHz,在DC与音频转换时，能够 使用8个输入通道。
➢ AES加密/解密内核：CC2530用128位的AES算法进行加密或解密数据，从而保 证了ZigBee网络层和应用层的安全要求。
➢ USART0和USART1分别被配置为一个主从或一个UART，其功能是为RX和TX提供 双缓冲，以及硬件流控制。
➢ 调试接口：用于内部电路调试，具有两线串形接口 ➢ I/O控制器：负责所有的通用的I/O引脚
无线设备
CC2530具备一个IEEE802.15.4兼容无线收发 器，其中的RF内核控制模拟无线模块，另 外它还提供了一个连接外部设备的端口， 从而可以发出命令和读取状态，操纵各执 行电路的事件顺序。同时无线设备还包括 数据包过虑模块和地址识别模块。
10
dbm
125
℃
2
kV
500
V
推荐运行条件
最小值
运行环境温度范围，TＡ -40
最大值 125
单位 ℃
运行供电电压
2
3.6
V
CC2530的电气特性
参数
测试条件
数字稳压器开启，16-MHz RCOSC运行，没有无线模块，晶振或外设活动。 中等CPU活动：正常内存访问，没有RAM访问
cc2530工作原理(一)
cc2530工作原理(一)CC2530工作原理简介CC2530是一款常见的无线通信芯片，广泛应用于物联网领域。
它采用TI公司的Zigbee技术，具有低功耗、长距离传输、自组网等特点。
本文将从浅入深解释CC2530的工作原理。
Zigbee无线通信技术Zigbee是一种低功耗、短距离、低速率的无线通信技术。
它基于IEEE 标准，并在其上添加了网络协议和应用层协议。
Zigbee网络采用网状拓扑结构，由一个协调器和多个终端设备组成。
CC2530芯片作为终端设备连接到Zigbee网络中。
CC2530芯片结构CC2530芯片包括处理器、收发器、外设等组件。
•处理器：CC2530采用8051内核的8位微控制器，用于控制全芯片的各个模块。
•收发器：CC2530集成了的射频收发电路，可以与其他设备进行无线通信。
•外设：CC2530还包含了GPIO、UART、I2C等外设接口，用于连接外部设备。
CC2530的工作原理步骤1.启动和初始化：CC2530芯片上电后，处理器将通过引脚配置、时钟设置等完成初始化。
2.Zigbee网络加入：CC2530通过射频收发电路与协调器进行通信，发送加入网络的请求。
3.网络配置：协调器接收到CC2530的请求后，根据网络配置规则为CC2530分配网络地址，并将其加入到Zigbee网络中。
4.数据收发：CC2530可以通过射频收发电路与其他设备进行数据收发。
它采用插槽访问方式，即在协调器规定的时间插槽内完成数据传输。
5.自组网：CC2530可以自动组网，根据网络拓扑结构自动选择路由路径，实现数据的可靠传输。
6.低功耗管理：CC2530具有低功耗特性，可以根据需要切换不同的功耗模式，延长电池寿命。
总结CC2530是一款基于Zigbee无线通信技术的芯片，通过与协调器的通信，实现与其他设备之间的无线数据收发。
它采用自组网和低功耗管理技术，为物联网应用提供了一种可靠的通信解决方案。
以上就是CC2530的工作原理的简要介绍，希望对读者有所帮助。
zigbee的cc2530超声波测距
(一) ZigBee 通过超声波传感器水深采集本模块主要实现通过单个 zigbee 终端节点驱动超声波模块采集液位深度信息回传到 PC 机上显示。
2530 介绍本创新项目使用的 Zigbee 芯片为 CC2530 ，它集成了业界领先的高性能 RF 收发器、增强型工业标准的 8051 微控制器，具有接收灵敏度高和抗干扰性强的特点。
CC2530 根据需要有四种不同FLash 版本：CC2530F32/64/128/256 ，本次选择Flash 为 256K 的片子。
它具有多种运行模式以及短的模式切换时间，保证了其超低功耗的特点。
CC2530 的结构大致可以分为三块： CPU 和存储模块、电源时钟及外部设备模块、无线模块(图 1-1 为 CC2530 最小系统)。
主要特点如下：(1) .高性能、低功耗的 8051 微控制器内核；(2) .适应 2.4 GHz IEEE 802.15.4 的 RF 收发器；(3) .电源电压范围宽(2.0〜3.6 V );(4) .看门狗、电池监视器和温度传感器；(5) .具有8路输入8〜14位ADC ;(6) .2 个支持多种串行通信协议的 USART, 1 个红外发生电路；(7) .个通用的 16 位和2个8位定时器；(8) .高级加密标准(AES)协处理器；(9) .1 个通用 I/O 引脚，2 个具有 20 mA 的电流吸收或电流供给能力；(10) .小尺寸 QLP-40 封装，6 mm X6 mm。
图2-1CC2530最小系统2超声波测距模块简介超声波模块使用的是US-100，本模块可实现2cm~4.5m 的非接触测距功能, 拥有2.4~5.5V的宽电压输入范围，静态功耗低于2mA，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有 GPIO，串口等多种通信方式，内带看门狗，工作稳定可靠。
主要技术参数:超声波测距系统通过zigbee模块的cc2530芯片向通过串口超声波探头的引脚TX发送一个0x55的指令，超声波探头发射超声波，超声波向前传播。
基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点
基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点近年来，随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络（WSN）应用正在不断增加。
无线传感器节点作为WSN的重要组成部分，可以实时监测环境中的各种参数，并将数据传输到数据中心进行处理和分析。
本文将介绍基于CC2530芯片和ZigBee协议栈设计的无线网络传感器节点。
一、CC2530芯片介绍CC2530芯片是德州仪器（Texas Instruments）公司推出的一款低功耗、高性能的无线SoC芯片。
它集成了8051微控制器核心和IEEE 802.15.4无线收发器，提供丰富的外设接口，并支持多种通信协议，如ZigBee、RF4CE、ZigBee RF4CE、SP100和6LoWPAN。
其低功耗特性使其成为设计低功耗无线传感器节点的理想选择。
二、ZigBee协议栈简介ZigBee是一种低功耗、短距离无线通信技术，主要用于自动化控制、智能家居和工业应用。
ZigBee协议栈分为应用层、网络层、MAC层和物理层。
应用层负责定义各种应用场景下的数据交换格式和协议，网络层负责网络拓扑管理和路由选择，MAC层负责对数据进行处理和封装，物理层负责无线信号的发送和接收。
三、无线网络传感器节点设计基于CC2530芯片和ZigBee协议栈，设计了一种低功耗的无线网络传感器节点。
该节点由CC2530芯片、传感器模块、电源管理模块和外设接口组成。
1. CC2530芯片：作为无线SoC芯片，CC2530芯片集成了8051微控制器核心和无线收发器。
8051微控制器核心负责控制节点的各种操作，如数据采集、数据处理和通信控制。
无线收发器负责与其他节点进行通信，通过ZigBee协议栈实现数据的传输和接收。
2. 传感器模块：传感器模块负责实时监测环境中的各种参数，如温度、湿度、光照等。
通过与CC2530芯片的接口进行数据传输，将采集到的数据传送给CC2530芯片进行处理和分析。
cc2530芯片
cc2530芯片
CC2530是一种低功耗42.4dBm输出功率的SoC系列芯片。
该芯片采用了802.15.4无线通信协议，主要用于低功耗应用，如无线传感器网络、家庭自动化和工业自动化等领域。
CC2530芯片集成了一个8位的8051微控制器和一个2.4GHz RF收发器，支持多种无线网络协议，包括IEEE 802.15.4、ZigBee和6LoWPAN等。
它还具有许多其他特性，如128KB 的闪存和8KB的RAM，可通过I2C、SPI和UART等接口与外部设备进行通信。
CC2530芯片具有低功耗的特点，它可以在睡眠模式下消耗非常少的电流，从而延长电池寿命。
此外，它还支持多种低功耗模式，如快速唤醒、定时唤醒和外部中断唤醒等，可以根据应用需求选择合适的功耗模式。
CC2530芯片在无线通信方面具有很高的稳定性和可靠性。
它采用了频率跳变技术和自适应低干扰接收技术，可以在高干扰环境下保持良好的通信质量。
此外，它还支持数据加密和身份验证等安全功能，确保通信数据的安全性。
CC2530芯片具有灵活的应用开发平台。
它支持多种开发工具和软件库，如CC2530EM、CC2530DK和Z-Stack等，可以帮助开发者快速开发和测试应用程序。
此外，CC2530芯片还支持OTA（Over-The-Air）升级功能，可以通过无线方式更新固件和软件。
总的来说，CC2530是一种功能强大、低功耗且可靠的无线通信芯片。
它在无线传感器网络、家庭自动化和工业自动化等领域具有广泛的应用前景。
通过利用其丰富的特性和灵活的开发平台，开发者可以实现各种创新的无线应用。
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。
1.1 任务1.1 了解CC2530单片机
单片机
一、单片机介绍
1980年，Intel公司推出了8位MCS-51系列单片机。 1996年，Intel公司推出了增强型8051 CPU的单片机，执行指令的速度更快， 同时期，Intel公司将MCS-51核心技术授权给其他半导体公司，包括Philips、 Atmel、Winbond、AMD、Siemens等。 按照单片机数据总线的位数进行分类，单片机可分为4位、8位、16位和32位。 8位单片机是目前种类最为丰富、应用最为广泛的单片机之一，它主要分为 MCS-51系列和非MCS-51系列。
三、开发环境介绍
5V 充电器
CC Debugger仿真器
①处是Reset按键，用来重置CC2530 单片机。 ②处是指示灯，当该仿真器与CC2530 单片机、PC正常连接的时候，该灯是 绿色，如果连接不正常，该灯为红色， 如果显示红色，可以按下Reset键， 如果仍然为红色，则需要检查下设备 连接是否正确、牢固。 ③处为仿真器与开发板连接处，连接 的时候要注意方向，插头处凸起部分 在开发板外，和三角标记符一个方向， 这里初学者经常犯错，导致不能正常 烧写。 ④处为Mini USB口，与USB线⑤处相 连。⑥处USB口与PC相连。
CC2530F32 CC2530F64 CC2530F128 CC2530F256
二、CC2530单片机介绍（外设）
外设。外部设备，除了CPU核心外的功能模块。例如，ADC、定 时器、串行通信
1、调试接口。 2、输入/输出控制器，控制21根I/O引脚。 3、闪存控制器。 4、4个定时/计数器、1个睡眠定时器。 5、2个串行通信接口,USART0和USART1。 6、模拟数字转换器（ADC），8通道，有效数字最高12位。 7、1个随机数发生器、1个看门狗定时器。
CC2530简介汇总
1
CC2530芯片
CC2530是基于2.4GHz IEEE802.15.4 、ZigBee和
RF4CE上的一个片上系统解决方案。其特点是以极低 的总材料成本建立较为强大的网络节点。
CC2530 芯片结合了RF 收发器，增强型8051 CPU，
系统内可编程闪存，8KB SRAM 和许多其他模块的强 大的功能。
硬件支持CSMA/CA(载波侦听多路访问／冲突避免)
支持精确的数字化RSSI/LQI(链路质量指示 ) 电池监视器和温度传感器 21个通用I/O引脚 看门狗定时
8
CC2530的外设(2)
两个8位定时器：定时器3，4为8位定时器，有一个可编程分 频器，一个8位的周期值，一个计数器通道。 MAC定时器：专为MAC或其他协议而设的定时器，可以跟踪 已过周期，同时可以记录收发某一的帧精确时间和传输结束时 间，以便产生不同的选通命令到无线模块 ADC：支持7到12位的分辨率，带宽范围为7-30kHz,在DC与 音频转换时，能够使用8个输入通道。 AES加密/解密内核：CC2530用128位的AES算法进行加密或 解密数据，从而保证了ZigBee网络层和应用层的安全要求。 USART0和USART1分别被配置为一个主从或一个UART，其 功能是为RX和TX提供双缓冲，以及硬件流控制。 调试接口：用于内部电路调试，具有两线串形接口 I/O控制器：负责所有的通用的I/O引脚
CC2530 主要有四种不同的闪存版本：
CC2530F32/64/128/256（32/64/128/256KB闪存）
其具有多种运行模式，使得它能满足超低功耗系统
的要求。同时CC2530运行模式之间的转换时间很短， 使其进一步降低能源消耗。
CC2530芯片介绍
CC2530芯片介绍CC2530芯片介绍CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4 ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。
它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。
CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其它强大的功能。
CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32/CC2530F64/CC2530F128/CC2530F256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存。
CC2530 具有各种不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。
CC2530F256 结合了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芯片功能介绍：1、RF/布局：适应2.4-GHzIEEE802.15.4的RF收发器并且有极高的接收灵敏度和抗干扰性能。
并且只需极少的外接元件、一个晶振即可满足网状网络系统需要，而且可编程的输出功率高达4.5dBm。
它是6-mm×6-mm的QFN40封装，适合系统配置符合世界范围的无线电频率法规即ETSIEN300328和EN300440（欧洲），FCCCFR47第15部分(美国)和ARIBSTD-T-66（日本）。
2、低功耗主动模式RX（CPU空闲）和TX（CPU空闲）时的电流分别为24mA和29mA、供电模式2（睡眠定时器运行）时1μA、供电模式3（外部中断）时0.4μA、宽电源电压范围（2V –3.6V）3、微控制器其有优良的性能和具有代码预取功能的低功耗8051微控制器内核并且有32-、64-或128-KB的系统内可编程闪存，还有8-KBRAM，具备在各种供电方式下的数据保持能力同时还支持硬件调试4、外设CC2530具有强大的5通道DMA、IEEE802.5.4MAC定时器、IR 发生电路、具有捕获功能的32-kHz睡眠定时器、硬件支持CSMA/CA、支持精确的数字化RSSI/LQI、电池监视器和温度传感器、有8路输入和可配置分辨率的12位5、ADC其ADC有AES安全协处理器、2个支持多种串行通信协议的强大USART、21个通用I/O引脚（19×4mA，2×20mA）还有看门狗定时器6、开发工具其有强大的开发工具，它具有CC2530开发套件、CC2530ZigBee开发套件、用于RF4CE 的CC2530RemoTI?开发套件、SmartRF?软件、数据包嗅探器、可用的IAR嵌入式工作台。
CC2530介绍
CC2530芯片介绍
RF/LAYOUT
• • • • • • • • –适应 2.4-GHz IEEE 802.15.4 的 RF 收发 器 –极高的接收灵敏度和抗干扰性能 –可编程的输出功率高达 4.5 dBm –只需极少的外接元件 –只需一个晶振，即可满足网状网络系统 需要 –6-mm × 6-mm 的 QFN40 封装
存储器时的顺序，便于系统效率的提高。
•8 KB SRAM：超低功耗，使数字部分即使掉电也能保存其中内容，是芯片
低功耗原因所在。
•闪存块：用于保存电脑传输进入的程序代码以及常量数据，节约了搜寻时间。
CC2530外设
两个8位定时器：定时器3，4为8位定时器，有一个可编程变频器，一个计数 器通道。 MAC定时器：专为MAC或其他协议而设的定时器，可以跟踪已过周期，同 时可以记录收发某一的帧精确时间和传输结束时间，以便产生不同的选通命 令到无线模块 ADC：支持7到12位的分辨率，带宽范围为7-30kHz,在DC与音频转换时，能 够使用8个输入通道。 AES加密/解密内核：CC2530用128位的AES算法进行加密或解密数据，从 而保证了ZigBee网络层和应用层的安全要求。 USART0和USART1分别被配置为一个主从或一个UART，其功能是为RX和 TX提供双缓冲，以及硬件流控制。 调试接口：用于内部电路调试，具有两线串形接口 I/O控制器：负责所有的通用的I/O引脚
无线设备
• CC2530具备一个IEEE802.15.4兼容无线 收发器，其中的RF内核控制无线模块，另 外它还提Байду номын сангаас了一个连接外部设备的端口， 从而可以发出命令和读取状态，操纵各执 行电路的事件顺序。同时无线设备还包括 数据包过滤模块和地址识别模块。
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现
基于CC2530的ZigBee无线传感器网络的设计与实现随着物联网技术的迅猛发展，无线传感器网络在各个领域发挥着重要作用。
ZigBee作为一种低功耗、低数据传输率、广域无线通信技术，逐渐成为无线传感器网络中的主流技术之一。
本文将以CC2530为硬件平台，设计并实现一个基于ZigBee的无线传感器网络。
首先，我们将介绍CC2530这款硬件平台的特点和功能。
CC2530是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款具有微控制器和无线收发器功能的系统级芯片。
它集成了强大的处理能力和丰富的外设接口，可以支持多种无线通信标准，包括ZigBee。
为了简化设计和开发过程，我们选择CC2530作为我们的硬件平台。
其次，我们将讨论无线传感器网络的设计思路和目标。
无线传感器网络由大量分布在空间中的无线传感器节点组成，这些节点可以收集、传输和处理环境中的各种信息。
基于ZigBee的无线传感器网络具有低功耗、低成本和易于扩展的优势。
我们的设计目标是实现一个具备稳定性、可靠性和高性能的无线传感器网络。
然后，我们将详细介绍无线传感器网络的硬件组成和功能模块。
无线传感器网络通常由无线传感器节点、协调器和基站组成。
无线传感器节点负责数据采集和传输，协调器负责网络管理和节点通信，基站则负责数据处理和存储。
我们将详细介绍这些硬件组成和各自的功能模块，并阐述它们之间的关系和通信方式。
接下来，我们将介绍无线传感器网络的软件设计和实现。
在无线传感器网络中，软件设计起着至关重要的作用。
我们将采用CC2530的软件开发工具包，对协调器和无线传感器节点的软件进行开发和调试。
在软件设计中，我们将涉及到无线通信协议的选择、节点的路由算法、数据采集和处理算法等。
最后，我们将对设计实现的无线传感器网络进行测试和评估。
我们将利用实际的场景和环境，对无线传感器网络的性能和可靠性进行测试。
通过数据分析和对比，我们将评估无线传感器网络在不同场景和环境下的适用性，并提出可能的改进和优化方案。
CC2530介绍教程
XTAL2 是一个可选的32.768-kHz 晶振，有两个负载电容（C321 和C331） 用于32.768-kHz晶振。32.768-kHz 晶振用于要求非常低的睡眠电流消耗和 精确唤醒时间的应用。32.768-kHz晶振看到的负载电容由下式给定：
XOSC_Q1
XOSC_Q2 P0，P1，P2
22
23 P0，P1全部 P2_0~P2_2
模拟I/O
模拟I/O 数字I 对应引脚号
功 能 框 图
什么是DMA？
• Direct Memory Acess • 不通过CPU而在DMA控制器的控制下，高 速地在I/O设备和存储器之间交换数据。
CPU和内存
CC2530使用的8051CPU是一个单周期的兼容内核，它 有三种不同的访问总线。其中包括中断控制器，内存仲裁器， 8KB SRAM，32/64/128/256KB闪存块。 •中断控制器：其为18 个中断源提供服务，它们中的每个中断都被赋予4 个
中断优先级中的某一个。
•内存仲裁器：位于系统中心，它负责执行仲裁，即决定同时访问系统物理
内核
• • • • • • –优良的性能和具有代码预取功能的低功 耗 8051 微控制器内核 –32-、64-或 128-KB 的系统内可编程闪存 –8-KB RAM，具备在各种供电方式下的数 据保持能力 –支持硬件调试
低功耗
• • • • • • • –主动模式 RX（CPU 空闲）：24 mA –主动模式 TX 在 1dBm（CPU 空闲）：29 mA –供电模式 1（4 µs 唤醒）：0.2 mA –供电模式 2（睡眠定时器运行）：1 µA –供电模式 3（外部中断）：0.4 µA –宽电源电压范围（2 V–3.6 V）
CC2530简介
26
将P1_2设为三态输入，读取按键状态
CC2530 主要有四种不同的闪存版本：
CC2530F32/64/128/256（32/64/128/256KB闪存）
其具有多种运行模式，使得它能满足超低功耗系统
的要求。同时CC2530运行模式之间的转换时间很短， 使其进一步降低能源消耗。
2
数字 模拟 混合 RESET_N XOSC_Q2 XSOC_Q1 P2_4 P2_3 P2_2 P2_1 P2_0 输 入 输 出 控 制 器
23
物理存储器
闪存存储器：片上闪存存储器主要是为了保存程序代码和常量数据。闪 存存储器有以下功能：
页面大小：2 KB
闪存页面擦除时间：20ms 闪存芯片（批量）擦除时间：20ms
闪存写时间（4 字节）：20μs
数据保留（室温下）：100 年 编程/擦除次数：20,000 次
5
CC2530封装
6
CC2530芯片内部结构 CC2530需要极少的外部连接元件，同时有很多典型 电路，其模块大致可以分为三类： 1、CPU和内存相关模块 2、外设，时钟和电源管理相关模块 3、无线信号收发相关模块
7
CC2530的外设(1)
强大的5通道DMA IEEE 802.15.4 MAC定时器，通用定时器（一个16 位定时器，一个8位定时器） IR发生电路（IR 中断） 具有捕获功能的32-kHz睡眠定时器
CC2530简介
1
CC2530芯片
CC2530是基于2.4GHz IEEE802.15.4 、ZigBee和
RF4CE上的一个片上系统解决方案。其特点是以极低 的总材料成本建立较为强大的网络节点。
CC2530 芯片结合了RF 收发器，增强型8051 CPU，
CC2530无线片上系统概述
强大的网络节点。CC2530 结合了领先的2.4GHz的 RF 收发器的优良性能， 业界
标准的增强型8051 单片机， 系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其他强大的功
能。
根据芯片内置闪存的不同容量，CC2530 有四种不同的型号：
CC2530F32/64/128/256， 编号后缀分别代表具有32/64/128/256KB 的闪存。
2×20 mA） ❖ 看门狗定时器 强大灵活的开发工具
高符低宽支I具硬2看E个E性合功电持有件门支E能2耗源硬I支狗8R8持.4电件持定0路发-多低2G压调时输.生C5H种功S范试器.入z电4串耗MI围和ME路A行支强且EA可/2C具通持大ECV配A8有信精灵定–功0置3捕协代确活2时.能分6.1获议码的器V5辨具功的预数开.4率通标有能强取字发的用准电的大功化工定池能具U的3R1时S2监2S的优-AS器k位测R良H8I/一AT0L功z的5DQ个2睡能1无CI1和眠微和1个线集6强定控温通接成位大时制度用收A定的器E传灵时IS/内5感O敏器安通核功引度全道一能脚和协个D抗处1M9干8A理×位扰器4定性m时能A器2，.42G×R2F0收m发A器
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四. CPU和内存
1.CUP： CC253x芯片系列中使用的8051 CPU内核是一个单周期的8051兼容内 核。它有三种不同的内存访问总线（SFR，DATA 和 CODE/XDATA），单周期访问SFR，DATA 和主SRAM。它还包括一 个调试接口和一个18 输入扩展中断单元。
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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。
含模块大致可以分为三类：CPU 和存相关的模块；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、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。
CC2530的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。
CC2530的主要特点如下：●高性能、低功耗、带程序预取功能的8051微控制器核。
● 32KB/64KB/128KB或256KB的在系统可编程Flash。
● 8KB在所有模式都带记忆功能的RAM。
● 2.4GHz IEEE 802.15.4兼容RF收发器。
●优秀的接收灵敏度和强大的抗干扰性能力。
●精确的数字接收信号强度(RSSI)指示/链路质量指示(LQI)支持。
●最高到4.5dBm的可编程输出功率。
●集成AES安全协处理器，硬件支持的CSMA/CA功能。
●具有8路输入和可配置分辨率的12位ADC。
●强大的5通道DMA。
● IR发生电路。
●带有2个强大的支持几组协议的UART。
●以及1个符合IEEE 802．15．4规的MAC定时器、1个常规的16位定时器和2个8位定时器。
●看门狗定时器，具有捕获功能的32-kHz 睡眠定时器。
●较宽的电压工作围(2.0～3.6V)。
●具有电池监测和温度感测功能。
●在休眠模式下仅0.4uA的电流损耗，外部的中断或RTC能唤醒系统。
●在待机模式下低于1uA的电流损耗，外部的中断能唤醒系统。
●调试接口支持，强大和灵活的开发工具。
●仅需很少的外部元件。
图3.1 CC2530方框图3.2 CC2530引脚图示及描述1、CC2530采用6mm×6mm的QFN40 封装,共有40个引脚。
引脚如图3.2所示。
图3.2 引脚顶视图2、引脚描述CC2530全部引脚可分为I／O端口线引脚、电源线引脚和控制线引脚3类。
CC2530有21个可编程的I/O 口引脚，PO、P1口是完全的8位口，P2口只有5个可使用的位。
通过软件设定一组SFR寄存器的位或字节，可使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、定时器/计数器或UART部件的外围设备接口使用。
CC2530的引脚描述见表3.1所示：表3.1 CC2530引脚描述引脚名称引脚引脚类型描述AVDD1 28 电源（模拟）2V-3.6V 模拟电源连接AVDD2 27 电源（模拟）2V-3.6V 模拟电源连接AVDD3 24 电源（模拟）2V-3.6V 模拟电源连接AVDD4 29 电源（模拟）2V-3.6V 模拟电源连接AVDD5 21 电源（模拟）2V-3.6V 模拟电源连接AVDD6 31 电源（模拟）2V-3.6V 模拟电源连接DCOUPL 40 电源（数字） 1.8V 数字电源去耦。
不使用外部电路供应。
DVDD1 39 电源（数字）2V-3.6V 数字电源连接DVDD2 10 电源（数字）2V-3.6V 数字电源连接GND - 接地接地衬垫必须连接到一个坚固的接地面GND 1，23，4未使用的引脚连接到GNDP0_0 19 数字I/O 端口0.0 P0_1 18 数字I/O 端口0.1 P0_2 17 数字I/O 端口0.2 P0_3 16 数字I/O 端口0.33.3 CC2530片上8051核CC2530芯片使用的8051 CPU核是一个单周期的8051兼容核。
它有三种不同的存访问总线（SFR，DATA 和CODE/XDATA），单周期访问SFR，DATA 和主SRAM。
它还包括一个调试接口和一个18位输入扩展中断单元。
中断控制器总共提供了18个中断源，分为六个中断组，每个与四个中断优先级之一相关。
当设备从IDLE模式回到活动模式，任一中断服务请求也能响应。
一些中断还可以从睡眠模式（供电模式1-3）唤醒设备。
存仲裁器位于系统中心，因为它通过SFR总线把CPU和DMA控制器和物理存储器以及所有外设连接起来。
存仲裁器有四个存访问点，每次访问可以映射到三个物理存储器之一：一个8KB SRAM、闪存存储器和XREG/SFR寄存器。
它负责执行仲裁，并确定同时访问同一个物理存储器之间的顺序。
增强型8051核增强型8051核使用8051指令集。
指令运行比标准的8051更快，因为：●每条指令1个时钟周期，而普通8051为每条指令12个时钟周期。
●除去了被浪费掉的总线状态:因为1条指令周期是和可能的存储器获取对齐的，大部分单指令的执行时间为1个系统时钟周期。
为了速度的提高，CC2530增强型核还增加了两个部分：另一个数据指针以及扩展的18个源的中断单元。
● CC2530核的目标代码兼容标准8051微处器。
换句话说，CC2530的8051目标码与标准8051完全兼容，可以使用标准8051的汇编器和编译器进行软件开发，所有CC2530的8051指令在目标码和功能上与同类标准的8051产品完全等价。
不管怎样，由于CC2530的8051核使用不同于标准的指令时钟，且外设如定时器、串口等不同于标准的8051，因此在编程时与标准的8051代码略有不同。
存储空间CC2530包含1个DMA控制器。
8 KB静态RAM(SRAM)。
32 KB、64 KB、128 KB或256KB的片提供在系统可编程的非易失性存储器(FLASH)。
8051 CPU结构有4个不同的存储器空间。
8051有独立的程序存储器和数据存储器空间。
1、CODE程序存储器空间：一块只读程序存储器空间，地址空间为64KB。
如图3.3所示。
2、DATA数据存储器空间：一块8位的可读/可写的数据储器空间，可通过单周期的CPU指令直接或间接存取。
地址空间为256字节，低128字节可通过直接或间接寻址访问，而高128字节只能通过问接寻址访问。
3、XDATA数据存储器空间：一块16位的可读/可写的数据存储空间，通常访问需要4、5个指令周期，地址空间为64KB。
如图3.4所示。
4、SFR特殊功能寄存器：一块可通过CPU的单周期指令直接存取的可读/可写寄存器空间。
地址空间为128 字节，特殊功能寄存器可进行位寻址。
以上4块不同的存储空间构成了CC2530的存储器空间，可通过存储管理器来进行统一管理。
为方便DMA 传送和硬件调试，此4块存储器空间在器件中是部分重叠的。
关于这4块存储空间是如何映射到3个物理空间的(FLASH、SRAM、SFR)，请查看图3.3和图3.4。
图3.3 程序存储器空间图3.4 片外数据存储器空间(显示SFR和DATA映射)特殊功能寄存器特殊功能寄存器控制CC2530的8051核以及外设的各种重要功能。
大部分的CC2530特殊功能寄存器与标准8051特殊功能寄存器功能相同，小部分与标准8051的不同。
不同的特殊功能寄存器主要用于控制外设以及射频收发功能。
表3.2 列出了所有特殊功能寄存器的地址。
大写字母为CC2530的特殊功能寄存器，小写字母为标准8051的特殊功能寄存器。
下面我们来了解一下CC2530的8051核的在寄存器。
1、数据指针DPTR0与DPTR12个数据指针，DPTR0与DPTR1，可加快数据块在存储器之间的交换速度。
2、寄存器R0～R7CC2530提供了4组工作寄存器，每组包括8个功能寄存器。
这4组寄存器分别映射到数据寄存器空间的Ox00～0x07、Ox08～0x0F、OxlO～0x17、Oxl8～OxlF。
每个寄存器组包括8个8位寄存器R0～R7。
可以通过程序状态字PSW来选择这些寄存器组。
3、程序状态字PSW程序状态字包含一些反映CPU状态的位，程序状态字可作为特殊功能器访问。
程序状态字包括进位标志、辅助进位标志、寄存器组选择、溢出标志以及奇偶标志等。
其余2位没有定义而留给用户定义。
4、累加器ACCACC是累加器。
.是大部分算术指令、数据传输及其它指令的源及目的存储器。
5、寄存器BB寄存器用于在乘除法运算指令时，提供第2个8位的参数。
6、堆栈指针SP堆栈驻留在数据存储器空间并向上生长，通过PUSH和POP指令进行堆栈操作。
当复位时，堆栈初始化到0x07,如进行一次PUSH操作，则其值为0x08,就会和第二个寄存器组的R0重合，所以SP应初始化到一个不同位置，一个不被使用的数据存储器地址。
表3.2 特殊功能寄存器地址对应表3.4 CC2530主要特征外设CC2530有21个数字I/O引脚，能被配置为通用数字I/O口或作为外设I/O信号连接到ADC、定时器、或串口外设。
输入/输出接口CC2530包括3组输入/输出(I/O)口，分别是P0、P1、P2。
其中，P0和P1分别有8个引脚，P2有5个引脚，共21个数字I/O引脚。
这些引脚都可以用作通用的I/O端口，同时通过独立编程还可以作为特殊功能的输人/输出，通过软件设置还可以改变引脚的输入/输出硬件状态配置。
1、CC2530的I/O引脚具有以下功能：●作输入口时，可选择输入弱上拉或下拉●所有I/O引脚均可作为外部中断输入引脚。