第五周 CC2530電源及系統(tǒng)時鐘的管理(大課)

1、單片機原理與應用單片機原理與應用2 大課（1）CC2530和8051的關系；（2）CC2530結構；（3）物理存儲器的映射（難點）（4）CC2530 GPIO口編程（重點） 小課（1）點亮一盞發(fā)光二極管并閃爍；（2）8051上的C語言位運算31.當變量當變量X的第的第n位需清位需清0，其它位不變，可使用，其它位不變，可使用:X&=(1n);2.當變量當變量X的第的第n位需置位需置1，其它位不變，可使用，其它位不變，可使用:X|=(1n);3.當需要檢測當需要檢測Px的第的第n位是否為位是否為0時，可以使用時，可以使用 :if(Px & (1n)=0),else 輸出輸出4.當需

2、要檢測當需要檢測Px的第的第n位是否為位是否為1時，可以使用時，可以使用 :if(Px|(1n) =1),else 輸出輸出4本周教學主要內容本周教學主要內容 CC2530電源的管理 CC2530系統(tǒng)時鐘的編程（難點）5教學目標教學目標 掌握掌握CC2530CC2530電源的管理；電源的管理； 掌握掌握CC2530CC2530系統(tǒng)時鐘編程方法系統(tǒng)時鐘編程方法; ;6一、一、 振蕩器振蕩器CC2530共有四個振蕩器，它們?yōu)橄到y(tǒng)時鐘提供時鐘源。共有四個振蕩器，它們?yōu)橄到y(tǒng)時鐘提供時鐘源。 16MHz內部內部RC振蕩器振蕩器32MHz外部晶振外部晶振32KHz外部晶振外部晶振32KHz內部內部RC振蕩

3、器振蕩器兩個兩個低頻低頻振蕩器振蕩器 兩個兩個高頻高頻振蕩器振蕩器RCRC振蕩器：成本較低，但由于電阻電容的精度導致振蕩頻率會有誤差，同時振蕩器：成本較低，但由于電阻電容的精度導致振蕩頻率會有誤差，同時 受到溫度、濕度的影響；受到溫度、濕度的影響；晶體振蕩器：振蕩頻率一般都比較穩(wěn)定，但價格要稍高點，使用時一般還需晶體振蕩器：振蕩頻率一般都比較穩(wěn)定，但價格要稍高點，使用時一般還需 要接兩個要接兩個15-33pF15-33pF起振電容。起振電容。71. 振蕩器的作用振蕩器的作用16MHz內部內部RC振蕩器振蕩器（簡稱（簡稱16MHz RC振蕩器振蕩器）：）：32MHz外部晶振外部晶振（簡稱（簡稱3

4、2MHz晶振晶振）：）：32KHz外部晶振外部晶振（簡稱（簡稱32KHz晶振晶振）32KHz內部內部RC振蕩器振蕩器（簡稱（簡稱32KHZ RC振蕩器振蕩器）除了為內部時鐘提供時鐘源之外，除了為內部時鐘提供時鐘源之外，主要用于主要用于RF收發(fā)器收發(fā)器。l 運行在運行在32.753KHz上，當系統(tǒng)時鐘需要上，當系統(tǒng)時鐘需要校準校準時使用此振時使用此振蕩器，校準只能發(fā)生在系統(tǒng)時鐘工作由蕩器，校準只能發(fā)生在系統(tǒng)時鐘工作由16MHz RC震蕩器震蕩器轉到轉到32MHz晶振的時候。晶振的時候。l 也可以為內部時鐘提供時鐘源，但是也可以為內部時鐘提供時鐘源，但是16MHz RC振蕩器不能用于振蕩器不能用于

5、RF收發(fā)器收發(fā)器操作。對于一些應用程序來說操作。對于一些應用程序來說32MHz晶振的啟動時間較長，設備可以采用先晶振的啟動時間較長，設備可以采用先運行運行16MHz RC振蕩器，直到振蕩器，直到32MHz晶振穩(wěn)定。晶振穩(wěn)定。 運行在運行在32.768KHz上，為系統(tǒng)需要的時間精度上，為系統(tǒng)需要的時間精度提供一個穩(wěn)定的時鐘信號。提供一個穩(wěn)定的時鐘信號。不能同時使用不能同時使用82. 系統(tǒng)時鐘及寄存器系統(tǒng)時鐘及寄存器 CC2530內部有一個內部系統(tǒng)時鐘或主時鐘。內部有一個內部系統(tǒng)時鐘或主時鐘。 在在CC2530中系統(tǒng)時鐘源是從所選的主系統(tǒng)時鐘源獲得的，主時鐘一般由中系統(tǒng)時鐘源是從所選的主系統(tǒng)時鐘源

6、獲得的，主時鐘一般由32MHz晶振或晶振或16MHz RC振蕩器提供。由于振蕩器提供。由于32MHz晶振啟動時間比較長，晶振啟動時間比較長，因此當選用因此當選用32MHz晶振作為主時鐘源時，內部首先選擇晶振作為主時鐘源時，內部首先選擇16MHz RC振蕩振蕩器使系統(tǒng)運轉起來，當器使系統(tǒng)運轉起來，當32MHz晶振穩(wěn)定之后才使用晶振穩(wěn)定之后才使用32MHz晶振作為主時晶振作為主時鐘源鐘源 可以通過操作時鐘寄存器選擇使用哪個時鐘源?？梢酝ㄟ^操作時鐘寄存器選擇使用哪個時鐘源。 時鐘寄存器主要有兩個寄存器：時鐘寄存器主要有兩個寄存器： 時鐘控制命令寄存器時鐘控制命令寄存器CLKCONCMD 時鐘控制狀態(tài)

7、寄存器時鐘控制狀態(tài)寄存器CLKCONSTA 92. 系統(tǒng)時鐘及寄存器系統(tǒng)時鐘及寄存器CLKONCMD時鐘控制命令寄存器時鐘控制命令寄存器 位位名稱名稱復復位位R/W描述描述7OSC32K1R/W32KHz時鐘振蕩器選擇。設置該位只能發(fā)起一個時鐘時鐘振蕩器選擇。設置該位只能發(fā)起一個時鐘源改變。要改變該位，必須選擇源改變。要改變該位，必須選擇16MHz RCOSC作為系作為系統(tǒng)時鐘。統(tǒng)時鐘。0：32KHz XOSC 1：32KHz RCOSC6OSC1R/W系統(tǒng)時鐘源選擇。設置該位只能發(fā)起一個時鐘源改變。系統(tǒng)時鐘源選擇。設置該位只能發(fā)起一個時鐘源改變。0：32MHz XOSC1：16MHz RCO

8、SC5：3TICKSPD001R/W定時器定時器標記輸出標記輸出設置。不能高于通過設置。不能高于通過OSC位設置的系位設置的系統(tǒng)時鐘設置。統(tǒng)時鐘設置。 000：32MHz 001：16MHz 010：8MHz 011：4MHz 100：2MHz 101：1MHz 110：500KHz 111：250KHz注：注：CLKCONCMD.TICKSPD可以設置為任意值，但可以設置為任意值，但是結果受是結果受CLKCONCMD.OSC設置的限制。設置的限制。/設置時鐘晶振為設置時鐘晶振為32MHZCLKCONCMD &= 0 x40;102. 系統(tǒng)時鐘及寄存器系統(tǒng)時鐘及寄存器CLKONCMD時

9、鐘控制命令寄存器時鐘控制命令寄存器 位位名稱名稱復復位位R/W描述描述2：0CLKSPD 001 R/W 時鐘速度時鐘速度。不能高于通過。不能高于通過OSC位設置的系統(tǒng)時位設置的系統(tǒng)時鐘設置。標識當前系統(tǒng)時鐘頻率。鐘設置。標識當前系統(tǒng)時鐘頻率。000：32MHz001：16MHz010：8MHz011：4MHz100：2MHz101：1MHz110：500KHz111：250KHz注：注：CLKCONCMD.TICKSPD可以設置為任意可以設置為任意值，但是結果受值，但是結果受CLKCONCMD.OSC設置的限設置的限制。制。112. 系統(tǒng)時鐘及寄存器系統(tǒng)時鐘及寄存器CLKCONSTA時鐘控制

10、狀態(tài)寄存器時鐘控制狀態(tài)寄存器 位位名稱名稱復位復位R/W描述描述7OSC32K1R當前選擇的當前選擇的32KHz時鐘源時鐘源0：32KHz 晶振晶振1：32KHz RCOSC6OSC1R當前選擇系統(tǒng)時鐘。當前選擇系統(tǒng)時鐘。0：32MHz XOSC1：16MHz RCOSC/設置當前時鐘為設置當前時鐘為32MHz晶振晶振CLKCONSTA &= 0 x40;122. 系統(tǒng)時鐘及寄存器系統(tǒng)時鐘及寄存器CLKCONSTA時鐘控制狀態(tài)寄存器時鐘控制狀態(tài)寄存器 位位名稱名稱復位復位R/W描述描述5：3TICKSPD001R當前設定定時器標記輸出當前設定定時器標記輸出000：32MHz001：16

11、MHz010：8MHz011：4MHz100：2MHz101：1MHz110：500KHz111：250KHz2：0CLKSPD001R當前時鐘速度當前時鐘速度000：32MHz001：16MHz010：8MHz011：4MHz100：2MHz101：1MHz110：500KHz111：250KHz13二、二、 電源管理和復位電源管理和復位CC2530提供多種供電模式，不同的工作方式需要在提供多種供電模式，不同的工作方式需要在相應的供電模式下進行，因此相應的供電模式下進行，因此CC2530在工作時首先在工作時首先要選擇供電模式要選擇供電模式 。141. 供電模式供電模式CC2530的供電模式有

12、五種：的供電模式有五種：主動模式主動模式空閑模式空閑模式PM1、PM2和和PM3其中主動模式又稱一般模式或完全功能模式。不同其中主動模式又稱一般模式或完全功能模式。不同的供電模式對系統(tǒng)運行的影響不同的供電模式對系統(tǒng)運行的影響不同 151. 供電模式供電模式供電模式供電模式高頻振蕩器高頻振蕩器低頻振蕩器低頻振蕩器穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器主動模式主動模式32MHz32MHz晶振或晶振或16MHzRC16MHzRC振蕩器振蕩器32KHz32KHz晶振或晶振或 32KHzRC32KHzRC振蕩器振蕩器ONON空閑模式空閑模式32MHz32MHz晶振或晶振或16MHzRC16MHzRC振蕩器振蕩器32KHz32KH

13、z晶振或晶振或 32KHzRC32KHzRC振蕩器振蕩器ONONPM1PM1無無32KHz32KHz晶振或晶振或 32KHzRC32KHzRC振蕩器振蕩器ONONPM2PM2無無32KHz32KHz晶振或晶振或 32KHzRC32KHzRC振蕩器振蕩器OFFOFFPM3PM3無無無無OFFOFF161. 供電模式供電模式主動模式：主動模式：完全功能模式。穩(wěn)壓器的數(shù)字內核開啟；完全功能模式。穩(wěn)壓器的數(shù)字內核開啟；高頻振蕩器運行行為高頻振蕩器運行行為：高頻振蕩器：高頻振蕩器32MHz32MHz晶振或晶振或16MHz RC16MHz RC振蕩器運行，或者兩者都運行；振蕩器運行，或者兩者都運行；低頻振

14、蕩器運行行為：低頻振蕩器運行行為：低頻振蕩器的低頻振蕩器的32KHz32KHz晶振或晶振或32KHzRC32KHzRC振蕩器運行。振蕩器運行。在此模式下在此模式下CPUCPU、外設和、外設和RFRF收發(fā)器都是活動的，可收發(fā)器都是活動的，可通過操作寄存器使通過操作寄存器使CPUCPU內核停止運行，內核停止運行，進入空閑模式進入空閑模式；也；也可通過復位、外部中斷或睡眠定時器到期可通過復位、外部中斷或睡眠定時器到期喚醒空閑模式喚醒空閑模式。17空閑模式空閑模式：除了：除了CPU內核停止運行，其他的運行內核停止運行，其他的運行方式和主動模式的運行方式相同?？梢酝ㄟ^復位、方式和主動模式的運行方式相同。

15、可以通過復位、外部中斷或睡眠定時器到期喚醒進入主動模式。外部中斷或睡眠定時器到期喚醒進入主動模式。PM1：在：在PM1模式下，穩(wěn)壓器的數(shù)字部分開啟；模式下，穩(wěn)壓器的數(shù)字部分開啟；高頻振蕩器（高頻振蕩器（32MHz晶振或晶振或16MHz RC振蕩器）都振蕩器）都不運行；低頻振蕩器的不運行；低頻振蕩器的32KHz晶振或晶振或32KHz RC振蕩振蕩器運行。器運行。當發(fā)生復位、外部中斷或睡眠定時器到期時系統(tǒng)將當發(fā)生復位、外部中斷或睡眠定時器到期時系統(tǒng)將轉到主動模式。當系統(tǒng)運行在此模式下時，將運行轉到主動模式。當系統(tǒng)運行在此模式下時，將運行一個掉電序列。由于一個掉電序列。由于PM1模式使用的上電和掉電

16、序模式使用的上電和掉電序列較快，此模式適合用于等待喚醒事件的時間小于列較快，此模式適合用于等待喚醒事件的時間小于3ms的情況下。的情況下。1. 供電模式供電模式181. 供電模式供電模式PM2：具有較低功耗，穩(wěn)壓器的數(shù)字部分關閉，具有較低功耗，穩(wěn)壓器的數(shù)字部分關閉，高頻高頻振蕩器（振蕩器（32MHz晶振或晶振或16MHz RC振蕩器）都不運行；振蕩器）都不運行；低頻振蕩器的低頻振蕩器的32KHz晶振或晶振或32KHzRC振蕩器運行。振蕩器運行。當發(fā)生復位、外部中斷或睡眠定時器到期時系統(tǒng)將轉當發(fā)生復位、外部中斷或睡眠定時器到期時系統(tǒng)將轉到主動模式。當睡眠時間超過到主動模式。當睡眠時間超過3ms時

17、使用此模式。時使用此模式。PM3：最低功耗模式，穩(wěn)壓器數(shù)字關閉，所有的振蕩最低功耗模式，穩(wěn)壓器數(shù)字關閉，所有的振蕩器都不運行。當發(fā)生復位和外部中斷時系統(tǒng)將轉到主器都不運行。當發(fā)生復位和外部中斷時系統(tǒng)將轉到主動模式運行。動模式運行。192. 電源管理寄存器電源管理寄存器電源管理即管理和選擇供電模式，供電模式的管理電源管理即管理和選擇供電模式，供電模式的管理是通過電源管理寄存器來實現(xiàn)的。是通過電源管理寄存器來實現(xiàn)的。CC2530的電源管理寄存器有的電源管理寄存器有3個：個：u PCON為供電模式控制寄存器；為供電模式控制寄存器；u SLEEPCND為睡眠模式控制器；為睡眠模式控制器；u SLEEP

18、STA為睡眠模式控制狀態(tài)寄存器。為睡眠模式控制狀態(tài)寄存器。 202. 電源管理寄存器電源管理寄存器PCON為供電模式控制寄存器為供電模式控制寄存器位位名稱名稱復位復位R/W描述描述7：1-000000R0保留保留0IDLE0R/WH0供電模式控制。供電模式控制。1：強制設備進入：強制設備進入SLEEP.MODE設設置供電模式。如果置供電模式。如果SLEEP.MODE=0 x00且且IDLE=1將將停止停止CPU內核活動。中斷可以清除內核活動。中斷可以清除此位。此位。212. 電源管理寄存器電源管理寄存器SLEEPCND為睡眠模式控制器為睡眠模式控制器位位名稱名稱復位復位R/W描述描述7OSC3

19、2K_CALDIS0R/W禁用禁用32KHz RC振蕩器校準振蕩器校準0：使能：使能32KHz RC振蕩器校準振蕩器校準1：禁用：禁用32KHz RC振蕩器校準振蕩器校準此設置可以在任何時間寫入，但是在芯片沒此設置可以在任何時間寫入，但是在芯片沒有運行在有運行在16MHz高頻高頻RC振蕩器時不起作用振蕩器時不起作用6：3-0000R0保留保留2-1R/W總為總為1，關閉不用的，關閉不用的RC振蕩器振蕩器1：0MODE1：000R/W供電模式設置。供電模式設置。00：主動：主動/空閑模式空閑模式01：PM110：PM211：PM3 /關閉不用的關閉不用的RC振蕩器振蕩器SLEEPCMD |= 0

20、 x04;在選定主時鐘之后，需要關閉不用的在選定主時鐘之后，需要關閉不用的RC振振蕩器，此時需要設置蕩器，此時需要設置SLEEPCND的哪位？的哪位？222. 電源管理寄存器電源管理寄存器SLEEPSTA為睡眠模式控制狀態(tài)寄存器為睡眠模式控制狀態(tài)寄存器 位位名稱名稱復位復位R/W描述描述7OSC32K_CALDIS0R/W禁用禁用32KHz RC振蕩器校準振蕩器校準0：使能：使能32KHz RC振蕩器校準振蕩器校準1：禁用：禁用32KHz RC振蕩器校準振蕩器校準此設置可以在任何時間寫入，但是在芯片沒有運此設置可以在任何時間寫入，但是在芯片沒有運行在行在16MHz高頻高頻RC振蕩器時不起作用振

21、蕩器時不起作用6XOSC_STB0R32MHz晶振穩(wěn)定狀態(tài)晶振穩(wěn)定狀態(tài)0：32MHz晶振上電不穩(wěn)定晶振上電不穩(wěn)定1：32MHz晶振上電穩(wěn)定晶振上電穩(wěn)定5-0R保留保留CC2530數(shù)據手冊上數(shù)據手冊上這部分有錯誤這部分有錯誤232. 電源管理寄存器電源管理寄存器SLEEPSTA為睡眠模式控制狀態(tài)寄存器為睡眠模式控制狀態(tài)寄存器 位位名稱名稱復復位位R/W描述描述4：3RST1:0XXR狀態(tài)位，表示上一次復位的原因，狀態(tài)位，表示上一次復位的原因，00：上電復位和掉電探測：上電復位和掉電探測01：外部復位：外部復位10：看門狗定時器復位：看門狗定時器復位11：時鐘丟失復位：時鐘丟失復位2：1-00R保

22、留保留0CLK32K0R32KHz時鐘信號（與系統(tǒng)時鐘同步）時鐘信號（與系統(tǒng)時鐘同步） /等待晶振穩(wěn)定等待晶振穩(wěn)定 while(!(SLEEPSTA & 0 x40); 由于由于32MHz晶振啟動時間比較長，因此當選用晶振啟動時間比較長，因此當選用32MHz晶振作為晶振作為主時鐘源時，內部首先選擇主時鐘源時，內部首先選擇16MHz RC振蕩器使系統(tǒng)運轉起來，振蕩器使系統(tǒng)運轉起來，當當32MHz晶振穩(wěn)定之后才使用晶振穩(wěn)定之后才使用32MHz晶振作為主時鐘源。如何晶振作為主時鐘源。如何判斷判斷32MHz晶振是否穩(wěn)定？晶振是否穩(wěn)定？ 243.系統(tǒng)時鐘初始化系統(tǒng)時鐘初始化在使用串口、在使用串口

23、、DMA、RF等功能時需要對系統(tǒng)時鐘進行初始化，以等功能時需要對系統(tǒng)時鐘進行初始化，以系統(tǒng)時鐘選擇系統(tǒng)時鐘選擇32MHz晶振為例來設置系統(tǒng)時鐘。晶振為例來設置系統(tǒng)時鐘?？刂埔螅嚎刂埔螅?.選擇外部選擇外部32MHz晶振作為主時鐘源；晶振作為主時鐘源； 2.等待等待32MHz晶振穩(wěn)定：上電后，由于外部晶振穩(wěn)定：上電后，由于外部32MHz晶晶振不穩(wěn)定，因此振不穩(wěn)定，因此CC2530芯片內部先啟用內部芯片內部先啟用內部16MHz RC振蕩器。振蕩器。等待外部穩(wěn)定之后，才開始使用外部等待外部穩(wěn)定之后，才開始使用外部32MHz晶振晶振 3.設置定時器時鐘輸出設置定時器時鐘輸出128分頻，當前系統(tǒng)時鐘

24、不分頻分頻，當前系統(tǒng)時鐘不分頻 4.關閉不用的關閉不用的RC振蕩器振蕩器25void InitClock(void)CLKCONCMD &= 0 x40; /*選擇選擇32MHz晶振晶振*/while(!(SLEEPSTA & 0 x40); /*等待晶振穩(wěn)定等待晶振穩(wěn)定*/ CLKCONCMD &= 0 x47; /* TICHSPD128分頻，分頻，CLKSPD不分頻不分頻*/ SLEEPCMD |= 0 x04;/*關閉不用的關閉不用的RC振蕩器振蕩器*/ 3.系統(tǒng)時鐘初始化系統(tǒng)時鐘初始化264.復位復位CC2530的復位源有的復位源有5個，這個，這5個復位源分別

25、是：個復位源分別是：（1）強制）強制RESET_N輸入引腳為低電平復位，這一輸入引腳為低電平復位，這一復位經常用于復位按鍵。復位經常用于復位按鍵。l （2）上電復位，在設備上電期間提供正確的初始化值。）上電復位，在設備上電期間提供正確的初始化值。l（3）布朗輸出復位，只能運行在）布朗輸出復位，只能運行在1.8V數(shù)字電壓，此數(shù)字電壓，此復位是通過布朗輸出探測器來進行的。布朗輸出探測器復位是通過布朗輸出探測器來進行的。布朗輸出探測器在電壓變化期間檢測到的電壓低于布朗輸出探測器所規(guī)在電壓變化期間檢測到的電壓低于布朗輸出探測器所規(guī)定的最低電壓電壓時，導致復位。定的最低電壓電壓時，導致復位。274.復位

26、復位CC2530的復位源有的復位源有5個，這個，這5個復位源分別是：個復位源分別是：l（4）看門狗定時復位，當使能看門狗定時器，且）看門狗定時復位，當使能看門狗定時器，且定時器溢出時產生復位。定時器溢出時產生復位。l(5）時鐘丟失復位，此復位條件是通過時鐘丟失探測）時鐘丟失復位，此復位條件是通過時鐘丟失探測器來進行的。時鐘丟失探測器用于檢測時鐘源，當時器來進行的。時鐘丟失探測器用于檢測時鐘源，當時鐘源損壞時，系統(tǒng)自動使能時鐘丟失探測器，導致復鐘源損壞時，系統(tǒng)自動使能時鐘丟失探測器，導致復位。位。284. 復位復位CC2530在復位之后初始狀態(tài)如下在復位之后初始狀態(tài)如下 ：l I/O引腳配置為帶上拉的輸入。引腳配置為帶上拉的輸入。l CPU程序計數(shù)器在程序計數(shù)器在0 x0000，并且程序從這個地址開始。，并且程序從這個地址開始。l 所有外設寄存器初始化為各自復位值。所有外設寄存器初始化為各自復位值。l 看門狗定時器禁用。看門狗定時器禁用。l 時鐘丟失探測器禁用。時鐘丟失探測器禁用。29系統(tǒng)時鐘除了提供給系統(tǒng)時鐘除了提供給CPUCPU外，還供給大量的外，還供給大量的IOIO接口接口30 系統(tǒng)時鐘設置例子： CLKCONCMD&=(16