第三周基础大课演示文稿

第三周基础大课演示文稿当前1页，总共32页。优选第三周基础大课当前2页，总共32页。本周教学主要内容CC2530和8051的关系；CC2530结构；物理存储器的映射（难点）CC2530GPIO口编程（重点）当前3页，总共32页。教学目标理解cc2530物理存储器的映射；掌握CC2530GPIO口控制原理和编程方法。当前4页，总共32页。一、CC2530和8051的关系CC2530

8051CPU核ROM(32K/64K/128K/256K)RAM(8K)IO接口电路

无线射频电路————————51无线单片机+51单片机的相关知识上次课我们已经讲过，单片机和无线通信又如何中走在一起的呢？当前5页，总共32页。CC2530和8051的关系

80年代,当单片机技术已经广泛普及，8051如日中天的时候,手机还是价值万元的大砖头,语音通讯也只有8K/S的通讯速度,无线通讯技术还仅是美国摩托罗拉等巨头公司实验室里的前沿。

90年代,TI投入巨资，开发短距离通讯芯片，10年努力,却以失败告终，据统计，当时在美国进行无线产品的项目开发,有85%以上的开发项目会失败。复杂的高频，昂贵的设备，完全被封锁的技术，无线似乎是在“天上”遥不可及。当前6页，总共32页。CC2530和8051的关系2003年挪威两家创新公司，CHIPCON(2006年被TI公司2亿美元收购)和Nordic公司，采用CMOS高频技术将无线收发器完全集成到芯片内部,外部只有很少的元件，电路板设计非常简化，并将8051单片机和高频电路进行集成，就诞生了”无线单片机”。射频SoC单片机(简称无线单片机)的出现，为不具备无线通讯经验和高频电路经验的电子工程师，提供了非常简单的解决方案。1)专门的设计，将全部的高频部分电路集成到了电路内部，从无线单片机到天线之间，只有简单的滤波电路，系统设计者完成不必进行任何高频电路设计；2)采用特殊设计，使8051的微处理器和高频线路间，实现完美的配合，数字电路对高频通讯的影响减低到最小；3)设置了高频通讯的若干寄存器，将高频通讯的处理，简化为对寄存器的简单操作处理，即你只需要对这些寄存器进行操作，就可以轻松完成无线通讯功能。代表作有NRF2401，CC1000，NRF905，CC1010，CC2430，CC2530...4)高度集成SOC，简化了高频设计，使开发无线应用设计转移到以软件代码为中心；5)大量低价格，直观显示为特点的无线开发、测试工具的诞生，使无线应用开发成本大大降低；在家建立自己的无线开发平台不是梦想；6)无线SOC得到了非常广泛应用，特别是无线鼠标，键盘和游戏摇杆等方面。当前7页，总共32页。CC2530

结构当前8页，总共32页。-9-高性能、低功耗的8051微控制器内核。适应的RF收发器。极高的接收灵敏度和抗干扰性。32KB/64KB/128KB/256KB闪存。8KBSRAM，具备各种供电方式下的数据保持能力。强大的DMA功能。只需极少的外接元件，即可形成一个简单应用系统。只需一个晶振，即可满足网状型网络系统的需要。CC2530芯片特征当前9页，总共32页。-10-低功耗，主动模式RX（CPU空闲）：24mA；主动模式TX在1dB（CPU空闲）：29mA；供电模式1（4us唤醒）：0.2mA；供电模式2（睡眠定时器运行）：1uA；供电模式3(外部中断)：0.4uA；宽电源电压范围（2V-3.6V）。硬件支持CSMA/CA。支持数字化的接收信号强度指示器/链路质量指示（RSSI/LQI）。具有8路输入8位~14位ADC。高级加密标准AES协处理器。具有看门狗和2个支持多种串行通信协议的USART。1个通用的16位定时器和2个8位定时器，1个IEEE802.15.4MAC定时器。21个通用I/O引脚。CC2530芯片特征当前10页，总共32页。-11-二、CC2530存储器及映射

CC2530物理存储器CC2530存储空间映射存储器仲裁当前11页，总共32页。CC2530存储器及映射物理存储器：实际存在的具体存储介质，如下：SRAM未上电时，SRAM的内容未定义，在供电的情况下，SRAM的内容被保留FLASH片上闪存存储器，主要为了保存程序和常量数据。FLASH由一组2KB的页面组成信息页面信息页面是一个2KB的只读区域，它的主要作用是存储全球唯一的IEEE地址

SFR控制8051CPU内核或外设的一些功能XREG是SFR的扩展寄存器，比如射频寄存器，访问速度比SFR要慢当前12页，总共32页。-13-CC2530存储器及映射存储空间：虚拟的空间，指对存储器编码的范围CODE程序存储器，只读存储空间，用于存放程序代码和一些常量，有16根地址总线，寻址范围为0x0000~0xFFFF共64KBDATA数据存储器，可读/写的数据存储空间，用于存放程序运行过程中的数据，直接或间接被1个指令周期访问。有8根地址总线，因此寻址空间为0x00~0xFF，共256个字节，低128B可直接或间接寻址，高128B只能间接寻址XDATA外部数据存储器，可读/写的数据存储空间，主要用于DMA寻址，需4—5个指令周期访问。有16根地址总线，寻址空间是0x0000~0xFFFF共64KBSFR特殊功能寄存器，可读/写的寄存器存储空间，共有128字节，直接被1个指令周期访问。对于地址是被8整除的SFR寄存器，每一位还可以单独寻址当前13页，总共32页。CC2530存储器及映射物理存储器与存储空间的关系存储空间只是4种不同的寻址方式概念，并不代表物理具体上的存储设备，只是存储空间的概念；而FLASH、SRAM、EEPROM等是具体的物理存储设备。他们两者之间的关系是通过映射来联系起来的。例如FLASH或者EEPROM都可以作为物理存储媒介映射到CODE上。当前14页，总共32页。-15-CC2530存储器及映射映射映射就是将CC2530的物理存储器映射到其存储空间上，有两个作用：

方便DMA访问存储设备可在CODE区执行FLASH或SRAM中的代码当前15页，总共32页。CC2530存储器及映射映射的两种主要形式：1.CODE存储器映射2.XDATA存储器映射当前16页，总共32页。CC2530存储器及映射1.CODE存储器映射CODE存储器映射具有两个功能：一是将FLASH映射至CODE存储空间；二是执行来自SRAM的代码（将SRAM映射至CODE存储空间）

当前17页，总共32页。-18-CC2530存储器及映射FLASH映射CODE的寻址空间为64KB，而对于CC2530F256设备来说FLASH的存储空间为256KB？首先要解决存储空间不对称的问题

CC2530将FLASH存储器分为几个bank，每个bank的大小是32KB。对于CC2530F256设备来说，它有8个bank，分别为bank0~bank7。通过操作寄存器FMAP.MAP[2：0]来控制将哪个编号的bank映射到CODE区域只针对CC2530F32这款芯片，因为这款芯片的的FLASH只有32KB虽然这里有bank0区域，但是映射的时候bank0总映射的根部的低32KB区域当前18页，总共32页。-19-CC2530存储器及映射SRAM映射为了便于在SRAM中执行代码，可以将SRAM映射到CODE存储空间的0x8000~（0x8000+SRAM_SIZE-1）的区域虽然程序从SRAM中运行代码，但是并不代表程序是从SRAM中启动的。程序仍旧是从CODE的普通区域0x0000开始执行，当程序执行到0x8000时，将执行SRAM中的代码当前19页，总共32页。CC2530存储器及映射2.XDATA映射为了方便DMA控制器能访问所有的物理存储空间，CC2530把所有的物理存储器以及寄存器都映射到XDATA上，包括CODE和SFR部分存储空间

。当前20页，总共32页。-21-CC2530存储器及映射XDATA包含了所有物理存储器的映射，包括8KB的SRAM存储器、XREG、SFR、信息页面和FLASH存储器

SRAM映射的地址范围是0x0000到SRAM_SIZE-1。其中SRAM较高的256字节映射到DATA存储空间8位地址区域，即地址范围从SRAM_SIZE-256到SRAM_SIZE-1XREG区域映射到1KB地址区域0x6000-0x63FFSFR寄存器映射到地址区域0x7080-0x70FF。128个条目的硬件寄存器区域是通过这一存储空间访问的。闪存信息页面2KB映射到地址区域0x7800-0x7FFF。这是一个只读区域，包含有关设备的各种信息信息页面映射到地址区域0x7800~0x7FFFXBANK为CODE存储空间的bank0~7区域的映射，其地址仍然是0x8000~0xFFFF。可以配置存储器控制寄存器MEMCTR.XBANK[2:0]（详见存储器仲裁）决定选择映射bank0~bank7之间的哪个区域，比如MEMCTR.XBANK=001，则映射bank1区域当前21页，总共32页。-22-CC2530存储器及映射存储器仲裁

主要功能是解决CPU与DMA访问所有物理存储器（除了CPU内部寄存器）之间的冲突问题。当CPU和DMA之间发生冲突时，“存储器仲裁”停止CPU或DMA的总线

存储器仲裁主要有两个寄存器：存储器仲裁控制寄存器MEMCTR和闪存区映射寄存器FMAP，这两个寄存器用于控制存储器子系统的各个方面

当前22页，总共32页。-23-CC2530存储器及映射1.存储器仲裁控制寄存器MEMCTR

MEMCTR.XMAP必须设置以使得程序从SRAM执行；MEMCTR.XBANK决定XDATA的高32KB映射CODE存储空间的哪个bank区域位名称复位R/W描述7：4--0000R0保留3XMAP0R/WXDATA映射到代码，当设置了这一位，SRAMXDATA区域从0x0000到（SRAM_SIZE）映射到CODE区域的（0x8000+SRAM_SIZE-1）这使得程序代码从RAM执行。0：SRAM映射到CODE功能禁用1：SRAM映射到CODE功能使能2:0XBANK000R/WXDATA区选择，控制物理闪存存储器的哪个代码区域映射到XDATA区域（0x8000-0xFFFF）。当设置为0，映射到根底部。有效设置取决于设备的闪存大小。写一个无效设置被忽略，即不会更新XBANK[2:0]32KB版本只能是0（即总是映射到根底部）64KB版本：0-1128KB版本：0-3256KB版本：0-7当前23页，总共32页。-24-CC2530存储器及映射2.闪存区映射寄存器FMAP

闪存区映射寄存器FMAP控制物理32KB代码区映射到CODE存储空间的程序地址区域0x8000-0xFFFF位名称复位R/W描述7：3--00000R0保留2：0MAP[2:0]001R/W闪存区域映射，控制物理闪存存储器的哪个代码映射到XDATA区域（0x8000-0xFFFF）。当设置为0，映射到根部区。有效设置取决于设备的闪存大小。写一个无效设置被忽略，即不会更新MAP[2:0]32KB版本只能是0（即总是映射到根底部）64KB版本：0-1128KB版本：0-3256KB版本：0-7即最底部的32KB区域（0x0000~0x7FFF）当前24页，总共32页。CC2530存储器的映射作为一个单片机或嵌入式编程人员，毋容置疑需要熟悉系统中物理存储器所映射的存储空间，更需要清楚自己程序里的对象（变量、函数、参数）所分配的具体存储空间。对象空间的缺省分配方式可以通过IAR中的如下界面设置：Codemodel负责函数的缺省分配方式；Datamodel负责静态局部变量和全局变量的缺省分配方式；Callingconvention负责函数局部变量和参数的缺省分配方式；Locationforconstantsandstr负责常量和字符串的缺省分布方式当前25页，总共32页。CC2530存储器的映射Datamodel分配表Codemodel分配表负责静态局部变量和全局变量的缺省分配方式；负责函数的缺省分配方式；当前26页，总共32页。CC2530存储器的映射Callingconvention负责函数局部变量和参数的缺省分配方式；当前27页，总共32页。CC2530存储器的映射当我们要改变对象的缺省分配方式时，可以声明对象是通过添加一个memorytype修饰，使对象具有一个新的存储类型。

不同的存储类型意味对应存储空间、寻址方式、指针类型不一样当前28页，总共32页。CC2530存储器的映射例如：(1)__xdataintx;整型变量x将被分配在XDATA存储空间;(2)__dataintx;

整型变量x将被分配在DATA存储空间;我们在实际编程过程中，如何选取对象的存储类型，应该尽量使用访问效率高的memorytype；一般说来，寻址空间越大的memorytype访问效率越低。

当前29页，总共32页。三、CC2530GPIO口的编程CC2530共有21个可用作数字输入、输出管脚或者其他外围设备管脚，主要特性如下：

（1）数字