第5课 CC2530的串行接口原理与应用
广东职业技术学院 欧浩源
一、并行通信与串行通信
微控制器与外设之间的数据通信，根据连线结构和传送方式的不同，可以分为两种：并行通信和串行通信。
并行通信：指数据的各位同时发送或接收，每个数据位使用单独的一条导线。传输速度快、效率高，但需要的数据线较多，成本高。
串行通信：指数据一位接一位地顺 序发送或接收。需要的数据线少，成本低，但传输速度慢，效率低。
二、CC2530的串口通信模块
CC2530有两个串行通信接口USART0和USART1，它们能够分别运行于异步UART模式或者同步SPI模式。
两个USART接口具有相同的功能，通过PERCFG寄存器可以设置两个USART接口对应外部I/O引脚的映射关系：
位置1：RX0 --- P0_2 TX0 --- P0_3 RX1 --- P0_5 TX1 --- P0_4
位置2：RX0 --- P1_4 TX0 --- P1_5 RX1 --- P1_7 TX1 --- P1_6
对每个USART串口通信编程，本质是设置相关的5个寄存器：
<1> UxCSR： USARTx的控制和状态寄存器。
<2> UxUCR： USARTx的UART控制寄存器。
<3> UxGCR： USARTx的通用控制寄存器。
<4> UxDBUF：USARTx的接收/发送数据缓冲寄存器。
<4> UxBAUD：USARTx的波特率控制寄存器。
三、UART口与计算机的COM口连接
先认识两种电平：TTL电平和RS232电平。
TTL电平： 逻辑0----小于0.8V 逻辑1----大于2.4V。
RS232电平： 逻辑0----5~15V 逻辑1---- -5~-15V。
计算机的串行通信接口是RS-232的标准接口，而CC2530单片机的UART接口则是TTL电平，两者的电气规范不一致，所以要完成两者之间的数据通信，就需要借助接口芯片在两者之间进行电平转换，常用的有MAX232芯片。
注意：DB9接口中，公头和母头的排列顺序是不同的。
四、实训项目：上位机通过串口控制LED灯的开关
【1】计算波特率
CC2530的波特率由BAUD_E和BAUD_M共同决定：
F为微控制器的系统时钟频率：16MHz或32MHz。
在TI公司提供的数据手册中，给出了32MHz系统时钟下各常用波特率的参数值，由计算公式亦不难得出16MHz系统时钟下对应的参数值。
【2】串口0的初始化函数
选择外设的引脚映射位置，并将对应的引脚设置为外设功能 ，然后对波特率、控制寄存器和中断的相关控制位进行设置。
【3】数据接收中断服务函数
USART0发送完成的中断向量是：0x3B ，也可以使用宏定义：URX0_VEXTOR 。在该中断服务函数中，要手工清除接收中断标志位URX0IF。
当数据接收完毕后，通过将一个自定义的变量Flag设置为1，告诉主函数，已经成 功接收到所需要的数据，主函数可以对其进行解析和执行指令。
【4】发送字节及发送字符串函数
当USART 的发送/接收数据缓冲寄存器UxDBUF被写入数据时，该字节就会发送到TXD引脚，开始数据的传输。由于UxDBUF是双缓冲的，所以在发送开始后会立即触发TX完成中断标志UTX0IF，并且数据缓冲器被卸载，也就是说，当字节正在发送时，新 的字节能够装入数据缓冲器UxDBUF。
在单字节的发送函数中，把要发送的数据写入UxDBUF后，查询TX完成标志UTX0IF，当该标志被置1时，表示数据发送完成，然后清除该标志。
【5】项目源代码
#include "ioCC2530.h"
#define LED5 P1_3
#define LED6 P1_4
unsigned char dataRecv;
unsigned char Flag = 0;
/*===================UR0初始化函数====================*/
void Init_Uart0()
{
PERCFG = 0x00; //串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
P0SEL = 0x0C; //将P0_2和P0_3端口设置成外设功能
U0BAUD = 59; //16MHz的系统时钟产生9600BPS的波特率
U0GCR = 9;
U0UCR |= 0x80; //禁止流控，8位数据，清除缓冲器
U0CSR |= 0xC0; //选择UART模式，使能接收器
UTX0IF = 0; //清除TX发送中断标志
URX0IF = 0; //清除RX接收中断标志
URX0IE = 1; //使能URAT0的接收中断
EA = 1; //使能总中断
}
/*================UR0接收中断服务函数================*/
#pragma vector = URX0_VECTOR
__interrupt void UR0_RecvInt()
{
URX0IF = 0; //清除RX接收中断标志
dataRecv = U0DBUF; //将数据从接收缓冲区读出
Flag = 1; //设置接收指令标志
}
/*=================UR0发送单字节函数=================*/
void UR0SendByte(unsigned char dat)
{
U0DBUF = dat; //将要发送的1字节数据写入U0DBUF
while(!UTX0IF); //等待TX中断标志，即数据发送完成
UTX0IF = 0; //清除TX中断标志，准备下一次发送
}
/*=================UR0发送字符串函数===============*/
void UR0SendString(unsigned char *str)
{
while(*str != ‘\0‘) //发送一个字符串
{
UR0SendByte(*str++); //逐个发送字符串中的字节
}
}
/*================执行上位机的指令=================*/
void ExecuteTheOrder()
{
Flag = 0 ; //清除接收指令标志
switch(dataRecv)
{
case 0xa1:
LED5 = 1;
UR0SendString("The LED5 is Open!\r\n");
break;
case 0xa2:
LED5 = 0;
UR0SendString("The LED5 is Closed!\r\n");
break;
case 0xb1:
LED6 = 1;
UR0SendString("The LED6 is Open!\r\n");
break;
case 0xb2:
LED6 = 0;
UR0SendString("The LED6 is Closed!\r\n");
break;
}
}
/*=================端口初始化函数====================*/
void Init_Port()
{
P1SEL &= ~0x18; //将P1_3和P1_4设置为通用I/O端口功能
P1DIR |= 0x18; //将P1_3和P1_4的端口设置为输出
LED5 = 0; //关闭LED5灯
LED6 = 0; //关闭LED6灯
}
/*===================主函数=========================*/
void main()
{
Init_Port(); //初始化端口
Init_Uart0(); //初始化串口0
//先发送一个字符串，测试串口0数据传输是否正确
UR0SendString("*广东职业技术学院--欧浩源*\r\n");
while(1)
{
if(Flag == 1) //查询是否收到上位机指令
{
ExecuteTheOrder(); //解析并执行指令
}
}
}