从零开始学习ZStack之19.docx
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从零开始学习ZStack之19
第一步:
安装Zstack
从TI官方网站上下载的Zstack为:
swrc072c.zip,我想这个压缩包大家都认识。
解压之后为:
ZStack-CC2430-1.4.3.exe文件。
这个安装文件大家都会了。
默认安装路径为:
C:
\TexasInstruments\ZStack-1.4.3。
安装之后在C:
\TexasInstruments\ZStack-1.4.3目录下有各PDF文档为:
GettingStartedGuideCC2430.pdf,不用多说,这个肯定是要看的。
既然把它放到这么前面,说明它是入门中的入门文档。
下面就简单介绍下这个文档:
1、介绍了安装ZStack-CC2430-1.4.3.exe需要的硬件软件条件:
需要电脑、操作系统为Windows2000或WindowsXP。
至于更高或更低版本的本人没有尝试。
2、讲了安装流程。
这个有点多余了,这年月哪个有电脑的没有安装上百上千次的软件啊?
但是需要强调的是安装路径----默认就好!
3、接下来就是让我们看的第一个文档为:
Start->Programs->TexasInstruments->ZStack-1.4.3->Z-StackUser’sGuide,
既然让我看我就来看看这个文档!
!
第二步:
Z-Stack用户指导
这个文档的更新时间为:
2007年12月21日----应该还是比较新的版本。
由于本人英文的却有限,就不翻译了,浏览一遍,把大概意思说下就可以了:
1、介绍
1.1、适用范围
本文档适用于CC2430ZigBee开发板----CC2430ZDK。
2、产品包描述(TI提供的CC2430ZDK工具包)
2.1、安装包内容
这个就是上面提到的的ZStack-CC2430-1.4.3.exe安装之后的所有内容了。
说白了就是包含Zstack开发所需要的所有软件和文档资料等。
2.2、开发板介绍
两块SmartRF04EB评估版,每个都可以用于CC2430EM评估模块。
如图1-1所示:
Figure1:
ChipconSmartRF04EBEvaluationBoardwithCC2430EM
5块CC2430DB评估板,如图1-2所示:
Figure2:
ChipconCC2430DBDevelopmentBoard
10个SOC_BB评估板,每个都可以用于CC2430EM或CC2431EM。
如图1-3所示:
Figure3:
ChipconSOC_BBBatteryBoard
2.3、电缆
也就是包含开发包所需要的电缆,如RS232串口线,USB线等等附属配件。
3、安装配置
3.1、主机配置
一台个人计算机----也就是电脑哈。
我想玩嵌入式的应该都有,而现今不过时的配置就可以:
下面是最低配置
?
.NET1.1架构
?
WindowsXPServicePack1(i如果是WindowsXP)
?
1个串口(也就是RS232接口)s
?
1USB接口
个人认为要求已经相当低了,如果你的电脑没有这配置,个人强烈建议马上扔掉!
不过如今笔记本电脑很少有串口的,所以建议使用台式电脑,而且装机的时候一定要把串口引出,否则就比较麻烦了!
3.2、目标板需求
其实也是开发环境需求---IAREW8051。
目前需要的版本为7.30B及以上。
要求还是比较高的,因为目前这个版本没有破解的。
但是在
4、产品安装过程
4.1、安装Z-Stack
这个也就是安装ZStack-CC2430-1.4.3.exe的过程。
4.2、IAR安装
一般来说安装选择默认路径,但是自定义路径也不会出问题的。
注意IAR版本7.30B及以上版本才可以运行1.4.3协议。
4.3、设备IEEE地址
每个CC2430DB,CC2430EM,和CC2431EM都已经排列了一个唯一的64位物理地址(IEEE地址),这个地址已经写到了CC2430内部FLASH里面,在CC2430DB,CC2430EM,和CC2431EM板的底部有这个地址标签。
这个地址被写入到FLASH的0x1FFF8地址中,注意这个地址也可以更改的,通过些FLASH软件,一般0xFFFFFFFFFFFFFFFF地址被认为是无效地址。
5、配置并试用Z-Stack
5.1、配置Z-Stack
这个详见5.3节。
5.2、逻辑类型
这里主要是介绍了ZIGBEE协议中的三种设备类型:
?
ZigBee协调者(ZC):
这个设备被配置为初始化并建立一个PAN网络
?
ZigBee路由器(ZR):
该设备被配置为加入一个存在的网络,可以加入一个协调求或路由器,然后允许其他设备加入它,在网络中路有数据信息。
?
ZigBee终端节点(ZED):
该设备被配置为加入一个存在的网络,可以加入一个协调求或路由器。
5.3、建立样品应用设备:
SampleApp
基本上就是采用SampleApp应用中的Demo例子来演示整个流程,就是采用一个协调器和一个或多个路由器来形成一个ZigBee网络演示。
在该例子中主要通过SmartRF04EB板上的某些跳线来完成设备类型的选型,当然这个方法在程序中是需要判断哪个按键被拉低或拉高,对于做个设计的来说应该是相当好理解的。
申明:
由于本人很穷,所以没钱买TI原装开发包,当然也就没有上面提到的硬件,本人采用的是某家公司(为了避免广告,这里就不说明了)的硬件系统。
5.4、建立一个SampleLight协调器设备
至于提到的硬件连接这里一律省略。
无疑:
首先要打开对应工程,如图1-4所示:
图1-4
在工作窗口中选择DemoEB,如图1-5所示:
图1-5
然后选择工程菜单(Project)下的全部编译(RebuildAll)选项,如图1-6所示:
图1-6
然后选择工程菜单(Project)下的调试(Debug)选项,如图1-7所示:
图1-7
下载完之后就可以退出调试状态,通过选中调试菜单下的停止调试选项,如图1-8所示:
图1-8
按照此种方法下载至少两个CC2430EM模块,就可以进行Demo演示了。
6、Z-Stack示范
略
至于详细的示范流程,这里先不说了,因为本人采用的硬件与原装有点差异,即使按照这个方法下载仍然不能演示,因为我这个不能用跳线来选择设备类型。
所以我必须进入程序把跳线判断程序进行简单必要的修改才能演示。
该文档介绍的演示结果及现象都是基于CHIPCON原厂评估板。
7.PanID和通道(Channel)选择
ZigBee协议规范规定,一个14位的个域网标志符(PANID)来标识唯一的一个网络。
Z-Stack可以用两种方式由用户自己选择其PANID,当ZDAPP_CONFIG_PAN_ID值设置不为0xFFFF时,那么设备建立或加入网络的PANID由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID指定;如果设置ZDAPP_CONFIG_PAN_ID为0xFFFF;那么设备就将建立或加入它发现网络中的“最好”的网络。
关于这里提到的“最好”的网络,我觉得可能是有些参数评估,只不过这里没有详细的介绍,在后续文档中应该有介绍的。
在2.4G频段上,IEEE802.15.4/ZIGBEE规范规定了16各频道。
用户可以通过选择DEFAULT_CHANLIST不同的值可以选择不同的频道,其频道如图1-9所示。
改协议默认频道为0xB及0x00000800。
图1-9
DEFAULT_CHANLIST和ZDAPP_CONFIG_PAN_ID都作为IARIDE中的编译选项可以进行设置,在应用文件中的…\Projects\Tools\CC2430DB目录下的f8wConfig.cfg文件中有相应设置,如图1-10所示。
图1-10
该节到此结束,下节就进入SampleApp例程中进行学习!
从零开始学习Zstack之2
--------Sample例子演示
上节基本上初步认识了Zstack的一些情况,今天继续我的学习,打开Sample例子看看,究竟ZIGBEE是怎么回事。
毫无疑问:
如果是第一次打开这个例子工程,肯定很迷糊,因为此时我迷糊了。
对图2-1我简直是相当迷糊。
图2-1
这么多文件夹,打开之后又有那么多文件,从何看起?
不要着急,特别是有些人拿到之后,啥都不知道的人第一个问题就是:
我要实现XXX,在哪修改或者在哪添加我的函数呢?
凡是我遇到这样的客户,我就可以肯定他技术部咋的。
就连我这个外行都知道,不把这些弄明白,就是实现XXX只需要修改一个字母,那也不知道在哪改啊?
所以我不急,但是我也理解很多客户,因为有时候项目催的比较急,毕竟老板都是外行嘛!
两条路:
1就是先看主函数,2就是看看TI提供例子说明文档没有。
我这里先看看主函数再说哈!
因为我就知道从主函数看起.
没办法大概每个文件夹找啊,主函数的特征还是比较明明显的,见图2-2所示:
图2-2
下面把主函数复制过来简单看下:
ZSEGintmain(void)
{
//Turnoffinterrupts------------关闭中断
osal_int_disable(INTS_ALL);
//InitializeHAL-----------初始化HAL,关于HAL是什么我想后面会有介绍的。
HAL_BOARD_INIT();
//Makesuresupplyvoltageishighenoughtorun----电压检测,最好是能保证芯片能正常工作的电压
zmain_vdd_check();
//Initializestackmemory-------------初始化stack存储区
zmain_ram_init();
//InitializeboardI/O------------初始化板载IO
InitBoard(OB_COLD);
//InitialzeHALdrivers-------------初始化HAL驱动
HalDriverInit();
//InitializeNVSystem--------------初始化NV系统,NV是什么后面我想也会有介绍的
osal_nv_init(NULL);
//Determinetheextendedaddress------------确定扩展地址(64位IEEE/物理地址)
zmain_ext_addr();
//InitializebasicNVitems----------------初始化基本NV条目
zgInit();
//InitializetheMAC----------------初始化MAC
ZMacInit();
#ifndefNONWK
//SincetheAFisn'tatask,callit'sinitializationroutine
afInit();
#endif
//Initializetheoperatingsystem----------初始化操作系统,看样子这里面还有OS,麻烦了……..!
osal_init_system();
//Allowinterrupts-------------允许中断
osal_int_enable(INTS_ALL);
//Finalboardinitialization------------------最后的版在初始化
InitBoard(OB_READY);
//Displayinformationaboutthisdevice---------------显示设备信息
zmain_dev_info();
/*DisplaythedeviceinfoontheLCD*/------------液晶支持显示
#ifdefLCD_SUPPORTED
zmain_lcd_init();
#endif
osal_start_system();//NoReturnfromhere-------------------这里没有返回,大概是进入OS了。
}//main()
可以看到基本上都是初始化函数,因为函数名称都基本上带了init字样的,呵呵,个人觉得TI的变成习惯比我好,一看名称就知道大概功能了。
所以这里也奉劝各位像我这样菜鸟级的初学者,一开始一定就要养成规范化编程的习惯,据说这样维护以及以后升级或者移植兼容性都比较好。
我就先不管各个初始化函数是怎么实现的,我先看看各个功能是什么,现掌握整体功能在细化,我觉得这样的学习方法比较好,因为代码是在太多了,从一开始就逐句看,我敢保证没几个人有耐心看完看明白!
幸好每个初始化函数都有一句说明,虽然是英文的,但是理解起来一点都不难的。
关于每个函数的功能我就直接写在上面的程序里面,节省纸张哈!
………………………………….
一句话:
主函数的功能就是初始化!
主函数看完了又开始模糊了,又从何看起呢?
在无从下手之际,只有去寻求TI说明文档的帮助了。
上节不是漏掉了内容,是关于演示结果的,这里做上补充,怕因为缺调一点后面遇到什么不理解的就惨了!
Sample例子演示演示现象:
1、认识硬件------------按键和LED
上节提到了EM和DB两个板子,其硬件是不一样的。
按键EM就有5各SW1~SW5,而DB只有1各方向键,但是他们有个对应关系,如图2-3所示.
图2-3
LED数量和颜色也不一样,EM有四个LED,如图2-4;而DB只有两个,如图2-5。
如图2-4
如图2-5
关于上面几个图2-4/5中出现的LEDx实际上是程序中出现的关键字。
2、初始化64位IEEE地址
实际上在主函数中有这么个初始化函数的:
zmain_ext_addr()。
这里说如果地址复位为0xFFFFFFFFFFFFFFFF的话,那么就会不停的闪烁LED1,一直等到按键SW5按下后程序才能继续运行,意思就是说按下SW5后就把无效的地址初始化为有效地物理地址了,这个应该是程序上实现的,那么就来看看对应的程序zmain_ext_addr。
/*********************************************************************
*@fnzmain_ext_addr
*@briefMakesextendedaddressifnoneexists.确定扩展地址是有效的
*@returnnone
*********************************************************************/
staticZSEGvoidzmain_ext_addr(void)
{
uint8i;
uint8led;
uint8tmp;
uint8*xad;
uint16AtoD;
//InitializeextendedaddressinNV初始化NV里的扩载地址
osal_nv_item_init(ZCD_NV_EXTADDR,Z_EXTADDR_LEN,NULL);
osal_nv_read(ZCD_NV_EXTADDR,0,Z_EXTADDR_LEN,&aExtendedAddress);
//Checkforuninitializedvalue(erasedEEPROM=0xFF)检查是否为无效值(地址)
xad=(uint8*)&aExtendedAddress;
for(i=0;i if(*xad++! =0xFF)return;-------------------如果有一个字节不为0xFF,那么该地址有效返回 #ifdefZDO_COORDINATOR tmp=0x10; #else tmp=0x20; #endif //Initializewithasimplepattern----------------简单初始化扩展地址 xad=(uint8*)&aExtendedAddress; for(i=0;i *xad++=tmp++; //FlashLED1untiluserhitsSW5---------闪烁LED1直到SW5按下 led=HAL_LED_MODE_OFF; while(HAL_KEY_SW_5! =HalKeyRead())---------------------SW5循环检测 { MicroWait(62500); HalLedSet(HAL_LED_1,led^=HAL_LED_MODE_ON);//ToggletheLED MicroWait(62500); } HalLedSet(HAL_LED_1,HAL_LED_MODE_OFF); //PlugAtoDdataintolowerbytes AtoD=HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_7,HAL_ADC_RESOLUTION_10); xad=(uint8*)&aExtendedAddress; *xad++=LO_UINT16(AtoD); *xad=HI_UINT16(AtoD); #if! defined(ZTOOL_PORT)||defined(ZPORT)||defined(NV_RESTORE) //IfnosupportforZ-ToolserialI/O, //Writetemporary64-bitaddresstoNV些临时的64位物理地址进入NV osal_nv_write(ZCD_NV_EXTADDR,0,Z_EXTADDR_LEN,&aExtendedAddress); #endif } 从程序中可以看出,一开始就检测FLASH中的物理地址,因为这个地址在FLASH中是固定的存储空间,一旦为有效地址就退出函数,一旦为无效地址(0xFFFFFFFFFFFFFFFF),那么就对其物理地址进行简单的初始化并检测SW5按键。 还是比较好理解的! 3、运行例子 在这里提到了跳线,由于本人采用的非TI原装硬件,没有该跳线,所以必须对程序进行修改,否则检测不到跳线,连ZIGBEE的设备类型都不能确定,肯定不能正常运行了。 所以这里就先暂时不说了,这里要说的是一切都正常的情况下,例子的验尸结果。 小小跳跃一下。 不然学习一直没有进展很麻烦的! 协调器: 上电运行,地址检测如上面介绍的情况,通过之后呢-------就进行通道扫描,此时LED1闪烁,一旦协调器成功建立网络,此时LED1停止闪烁,而LED3被点亮。 路由器: 上电运行,仍然是地址检测在前。 之后就是通道扫描寻求是否又存在的网络,此时LED1闪烁,一旦检测到存在网络并成功加入该网络,LED1将停止闪烁,被替换的是LED3别点亮,也就表明路由器成功加入了网络。 那么此时能进行的操作控制是什么呢,也是最简单的表现手法---按键无线控制LED: ? 周期(5S)发送信息到网络中每个设备 ? SW1按下,发送一个信息到组1的设备 ? SW2按下,退出/加入组1 这个我是经过验证的。 如: ? 按下协调器SW1,路由器的LED1狂闪几下;按下路由器的SW1,那么协调器的LED1也就狂闪几下;当然我是只有两个节点。 ? 如果按1下协调器的SW2,在按下路由器的SW1,此时协调器就没有反应,表明协调器已经退出组1;但是再按下协调器SW2在按路由器的SW1就与上一步类似了。 路由器与此类似可以通过SW2退出/加入组1. 终于把演示弄完了,接下来就来看看程序。 在此之前还是来看看TI提供的Sample指导文档。 这个文档个人觉得写的不错,要是没看之前就看程序的却很郁闷的! 从零开始学Z-Stack之3 -----------------SampleApplication分析(上) 1、Z-StackCC2430DBandCC2430EBSampleApplication 1.1、介绍 该文档时介绍TI协议入门的一个例子SampleApp的,适用EM和DB开发板。 1.1.1、描述 这个例子是非常简单的演示,每个设备都可以发送和接收两个信息 ? 周期信息-----加入该网络的所有设备每隔10S(可能会加上一个随机数的mS)都发送一个周期信息,该信息的数据载荷为发送信息次数的计数。 ? 闪烁控制信息---------通过按下SW1可以发送一个控制灯闪烁的广播信息,该广播信息只针对组1的所有设备。 所有设备初始化为加入组1,所以网络一旦成功建立/加入就可以进行闪烁控制。 可以通过按下设备的SW2退出组1,所以可以通过退出组1可以不接受闪灯信息。 通过按下SW2也可以让不在组1的设备加入近组1,从而又可以接受闪灯信息了。 这个理解应该不困难的,反正我理解没有什么障碍! 1.1.1.1、按键 ? SW1: 发送闪烁信息到组1所有设备 ? SW2: 转换推出/加入组1状态 1.1.2、用户应用开发 这里我基本上能看明白是什么,但是我不打算写出来,因为涉及到一些ZIGBEE的关键术语,不是很明白。 大概就是简单介绍了下用户怎么利用例子做自己的应用,但是实用价值不高,说的太笼统,全是概念性的说明。 1.2、OSAL任务 1.2.1、初始化 因为Z-Stack是在OS下运行的,所以在之前必须调用osalAddTasks()初始化任务。 1.2.2、组织 关于OS的API函数介绍请看文档: Z-StackOSALAPI(F8W-2003-0002),应该说协议栈的每层或者说每部分都有相关的API说明文档。 osalAddTasks()初始化任务,osalTaskAdd()函数添加任务,都可以到API文档或程序中详细分析函数功能。 1.2.3、系统服务 OSAL和APL系统服务是唯一的,因为比如按键和串口类似事件处罚就只能用唯一的一个任务标识。
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