无线传感器网络指导书信息与控制学院.docx
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无线传感器网络指导书信息与控制学院
无线传感器网络(ZIGBEE)实验指导书
(CC2530)
(适用于电子、通信等专业)
沈阳工学院
2012年12月
前言
本课程主要学习Zigbee无线传感器网络的特点,并且以CC2430为主要控制器介绍Zigbee网络中的编程情况,此芯片采用C语言进行编程,并且已经有了较成熟的发展,学生同学理论学习掌握了芯片的基本理论知识,以及在编程过程的相关寄存器的设置。
为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识,并在此基础上,训练和培养学生的动手能力,设置了五个实验项目,其中包括四个验证性实验,一个综合性实验。
这些实验需要学生了解实验器材,熟悉其使用方法,掌握编程软件的操作方法,并且重点掌握在如何编写程序以及程序中的寄存器的设计。
本实验指导书适用于通信专业,强调实际操作,注重基本仪器地使用方法及动手能力的培养。
目录
验证性实验
实验一IAR编程软件的使用与简单实例
实验二CC2530片内温度与1/3电压的测量
实验三CC2530串口发/收数实验
实验四点对点无线数据通信实验
综合性实验
实验五Zigbee协议栈实验
实验一IAR编程软件的使用与简单实例
(一)实验目的
1、熟悉IAR软件的使用方法。
2、掌握编辑、下载、运行程序的方法
3、利用IAR软件会编写简单的程序
(二)实验设备
1、zigbee实验装置1套
2、安装有IAR软件的PC机1台
3、PC机与zigbee模块通讯电缆1根
(三)实验内容
一、会使用IAR软件
IAR编程软件简介
1、IAR软件的启动及建立一个新工程
首先安装IAR编程软件。
安装之后,选择
图标双击鼠标左键,出现如图1.1。
新建一个工程文件。
新建一个工程
选择Emptyproject默认配置,单击0K弹出保存对话框
这个时候我们在桌面上建立一个名为project的文件夹,输入项目的文件名,并将项目也取名为“project”将此文件保存在project文件夹中,会产生一个ewp后缀的文件。
保存工程,弹出保存工程对话框。
输入工程文件名,单击保存退出,系统将产生一个eww为后缀的文件
这样,我们就建立了IAR的一个工程文件,接下来,我们对这个工程加入一些特有的配置。
打开工程选项
工程选项页面
工程选项页面中需要设置很多必要的参数,下面针对CC2530我们一起来配置这些参数。
1.GeneralOptions设置
在GeneralOptions->Target选项中Derivative选择为CC2530,如图所示。
找到Chipcon文件夹
选择需要的芯片
在GeneralOptions->Target选项中Datamodel选择为Large,如图所示。
在GeneralOptions->Target选项中Callingcinvention选择为XDATA,如图所示。
在GeneralOptions->Target选项中Stack/heap中的堆栈大小做适当修改,如图所示。
修改堆栈
2.C/C++Compiler设置
在C/C++Compile->Preprocessor选项中有两个很重要的选项,它们分别是Includepaths和Definedsymbols。
Includepaths表示在工程中包含文件的路径,Definedsymbols表示在工程中的宏定义。
3.linker设置
Linker->ExtraOptions中是用于包含一些必要的外部选项的,这里定义了各个设备的特殊功能选项,是一个用户自定义选项,在后面的应用中,会根据具体的使用给出使用方法。
库函数添加
在Linker->Config中linkercommandfile选择lnk51ew_CC2530.xcl。
4.Debugger设置
在Debugger->Setup中Driver项中选择Chipcon。
这个对于整个项目的基本设置就完成了。
现在开始第一个项目开发。
1.新建一个C文件,按图示步骤执行。
新建一个文件
保存文件
输入文件名,点击保存如果是C文件请务必后缀,否则会以文本文件存档。
创建一个文件组
输入文件组名
加入文件
选择新建的C文件
文件已经加入工程中,双击打开文件
加入第一个代码,这个代码的意思是将P1口设置为输出,将P1口置0,无线龙模块和开发板中有小灯在P1口上,当执行这个代码的时候,小灯会点亮。
通过“make”编译,也可以通过RebuildAll全部编译,用make只会编译修改过的文件。
编译后只要没有错误就可以使用了,一般警告我们可以放过
在编译没有错误后,就可以下载程序了,点击Debug,就下载程序了,下载程序后,软件进入在线仿真模式。
(四)实验步骤
1、根据要求编写程序。
2、将编写好的程序下载到模块中。
3、运行与监控程序。
(五)报告要求
1、写出使用软件编写程序的方法与步骤。
2、写出小灯自动闪烁的程序。
(六)思考
如何将编写好的程序下载到模块中?
实验二CC2530片内温度的测量
(一)实验目的
1、熟悉IAR软件的使用方法。
2、掌握CC2530芯片的内部寄存器CLKCON,SLEEP,PERCFG,U0CSR,U0GCR,U0BAUD,IEN0,U0DUB,ADCCON1,ADCCON3,ADCH,ADCL等的使用。
(二)实验设备
1、zigbee实验装置1套
2、安装有IAR软件的PC机1台
3、PC机与zigbee模块通讯电缆1根
(三)实验内容
1、掌握内部寄存器的使用
CLKCON(时钟控制寄存器)
SLEEP(睡眠模式控制寄存器)
PERCFG(外设控制寄存器)
U0CSR(串口0控制&状态寄存器)
U0GCR(串口0常规控制寄存器)
U0BAUD(串口0波特率控制寄存器)
U0BUF(串口0收发缓冲器)
ADCCON1
ADCCON3
2、实现CC2530芯片测量外部温度的控制。
控制要求:
利用CC2530芯片采集外部温度信息,并将数据通过串口上传至上位机进行显示。
(四)实验步骤
1、掌握CC2530芯片的内部寄存器的使用,对其寄存器各个位意义进行掌握,并且在程序编写时,根据不同的要求进行设置。
2、根据要求画出程序的流程图。
3、将编写好的程序下载到模块中。
4、仔细观察实验结果。
(五)报告要求
1、写出在程序中需要的内部寄存器,并按照要求进行设置。
2、画出CC2530采集外部温度的程序流程图。
3、分析控制程序。
(六)思考
1、对程序进行修改,利用此芯片测量1/3AVDD;
2、对程序进行修改,利用此芯片测量AVDD;
要求:
写出内部寄存器的设置,测量函数即可。
实验三CC2530串口发/收数实验
(一)实验目的
1、熟悉IAR软件的使用方法。
2、掌握CC2530芯片的内部寄存器P1,P1DIR,CLKCONCMD,SLEEPCMD,PERCFG,U0CSR,U0GCR,U0BAUD,IEN0,U0DBUF,等寄存器等的使用。
(二)实验设备
1、zigbee实验装置1套
2、安装有IAR软件的PC机1台
3、PC机与zigbee模块通讯电缆1根
(三)实验内容
1、掌握内部寄存器的使用
CLKCONCMD(时钟控制寄存器)
SLEEPCMD(睡眠模式控制寄存器)
PERCFG(外设控制寄存器)
U0CSR(串口0控制&状态寄存器)
U0GCR(串口0常规控制寄存器)
U0BAUD(串口0波特率控制寄存器)
U0BUF(串口0收发缓冲器)
2、实现CC2530芯片向上位机进行数据发送。
控制要求:
从CC2530上通过串口不断地发送字串“UART0TXTest”。
实验使用CC2530的串口1,波特率为57600。
(四)实验步骤
1、实验准备:
连接实验设备:
用扁平电缆连接仿真器和开发板,确认连接可靠以后用USB数据线连接仿真器到PC机。
察看仿真器上电源指示灯和开发板上电源指示灯,若全部点亮证明连接完好,可以开始实验。
2、启动IAREmbeddedWordbench开发环境
3、打开工程文件CC2530-13,CC2530-14,CC2530-15,CC2530-16的文件夹中的程序,认真阅读程序,对程序进行理解。
4、编译、下载程序。
5、点击Debug按钮,按F5运行程序,观察并记录结果。
6、停止运行程序。
点击Debug按钮,打开Disassembly窗口,按F11单步执行程序。
观察程序运行情况和LED的状态,并记录结果。
7、将CC2530-13的程序进行修改,根据要求进行程序修改。
8、保存工程,退出IAR集成开发环境。
(五)报告要求
1、写出各个试验程序运行后的实验结果
2、按照要求对程序进行修改,并将结果在报告上标注出来。
(六)思考
写出中断法和查询法的相关函数。
实验四点对点无线数据通信实验
(一)实验目的
1、熟悉点对点通讯的原理与操作流程。
2、掌握CC2530芯片的内部寄存器等的使用。
3、了解点对点通讯的射频设置。
(二)实验设备
1、zigbee实验装置1套
2、安装有IAR软件的PC机1台
3、PC机与zigbee模块通讯电缆1根
(三)实验内容
掌握点对点通讯的几个重要函数的使用
发送函数basicRfSendPacket();
接收函数basicRfReceive()。
(四)实验步骤
1、熟悉点对点通讯的协议。
2、根据要求画出程序的流程图。
3、将编写好的程序下载到模块中。
4、仔细观察实验结果。
(五)报告要求
1、简单叙述点对点通讯的过程。
2、画出CC2530点对点通讯的程序流程图。
3、分析控制程序。
4、对结果进行分析。
(六)思考
对程序进行修改,将接收的数据发送到上位机进行显示。
要求:
画出程序流程图,写出通讯主函数即可。
实验五ZIGBEE协议栈实验
(一)实验目的
1、熟悉ZIGBEE协议栈的原理与操作流程。
2、掌握协议栈的设备类型与地址的设置。
3、熟悉协议栈的相关函数。
(二)实验设备
1、zigbee实验装置1套
2、安装有IAR软件的PC机1台
3、PC机与zigbee模块通讯电缆1根
(三)实验内容
1、掌握协议栈的使用
2、掌握协议栈的设备类型,包括协调器,路由器,终端节点。
熟悉协议栈中的地址信息,包括网络地址以及物理地址。
3、利用按键控制模块组内的灯闪烁实验。
首先启动一个网络协调器,协调器如果建立网络成功后,会在LCD上显示该节点为协调者同时显示网络ID号。
然后打开一个终端节点的电源,此时节点会自动加入网络。
加入网络成功后,节点会显示自己的网络地址和父节点的网络地址。
模块加入网络后会自动加入工作组。
节点跟主机、路由器加入同一工作组后,节点就可以控制主机和路由器的G灯闪烁了,只需按UP键,就可以控制路由器和主机的G灯闪烁。
同样,按路由器的UP键,也可以控制主机的G灯闪烁。
主机和路由器也可以随时退出工作组或加入工作组,当主机或路由器在工作组内时,按下RIGHT键,就可以退出工作组,反之则加入工作组。
主机或路由器一旦退出工作组,终端节点就无法控制主机或路由器了。
(四)实验步骤
1、熟悉协议栈的原理与操作流程
2、根据要求画出程序的流程图。
3、将编写好的程序下载到模块中。
4、仔细观察实验结果。
(五)报告要求
1、写出协议栈中的设备类型与地址信息。
2、叙述协议栈的原理。
3、分析控制程序。
4、对结果进行分析。
(六)思考
对程序进行修改,使终端节点能够采集外部温度数据,并且将数据发送至协调器,上传至上位机。
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- 无线 传感器 网络 指导书 信息 控制 学院