CC254X 8051芯片手册介绍

1 8051CPU

8051是一种8位元的单芯片微控制器，属于MCS-51单芯片的一种，由英特尔(Intel)公司于1981年制造。Intel公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，如Atmel、飞利浦、深联华等公司，相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。

总体架构 

CPU主要由以下几个部分组成：
（1）运算器: 运算器由算术/逻辑运算单元ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存寄存器、程序状态字寄存器PSW组成。
（2）控制器: 控制器由指令寄存器IR、指令译码及控制逻辑电路组成。
（3）其他寄存器: 程序计数器PC、数据指针DPTR、堆栈指针SP、工作寄存器R0~R7

内存映射

SRAM映射到地址范围为0x0000到(SRAMSIZE-1) 

XREG区域映射到1KB地址范围(0x6000-0x63FF)中。这些寄存器是附加寄存器，有效地扩展了SFR寄存器空间。一些外围寄存器和大多数无线电控制和数据寄存器都映射在这里。

SFR寄存器映射到地址范围(0x7080-0x70FF)闪存信息页(2KB)陕射到地址范围(0x7800-0x7FFF)中。这是一个只读区域，包含有关设备的各种信息。

SFR寄存器地址总览

2 基础实验

2.1 流水灯

实验目的 

1) 通过实验掌握 CC2540 芯片 GPIO 的配置方法
2) 掌握 Led 驱动电路及开关 Led 的原理
3) 操作 IO 口控制 3 盏 LED 灯的全亮和全灭、闪烁、流水灯

 相关寄存器

下面我们以 P1.0 控制的 LED1 为例，操作 P1.0 时我们需要掌握相关寄存器的作用和配置方法。

下面我们以 P1.0 控制的 LED1 为例，操作 P1.0 时我们需要掌握相关寄存 器的作用和配置方法。

/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 作    者: 
* 网    站: 
* 修    订: 
* 版    本: 1.0
* 描    述: 操作IO口控制4盏LED灯的全亮和全灭、闪烁、流水灯
****************************************************************************/
#include <ioCC2541.h>#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int #define LED1 P1_0       //定义P1.0口为LED1控制端
#define LED2 P1_1       //定义P1.1口为LED2控制端
#define LED3 P0_4       //定义P0.4口为LED3控制端/****************************************************************************
* 名    称: Delay_ms()
* 功    能: 以毫秒为单位延时，系统时钟不配置时默认为16M(用示波器测量相当精确)
* 入口参数: msec 延时参数，值越大，延时越久
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void DelayMs(uint len)
{ while(len--)for (int i=0; i<535; i++);
}/****************************************************************************
* 名    称: LedOnOrOff()
* 功    能: 点亮或熄灭所有LED灯    
* 入口参数: mode为1时LED灯亮  mode为0时LED灯灭， 共阴极
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void LedOnOff(uchar mode)
{LED1 = mode;LED2 = mode;LED3 = mode;
}/****************************************************************************
* 名    称: InitLed()
* 功    能: 设置LED灯相应的IO口
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitLed(void)
{P1DIR |= 0x03;      //P1.0、P1.1定义为输出P0DIR |= 0x10;      //P0.4定义为输出LedOnOff(0);      //使所有LED灯默认为熄灭状态
}/****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void)
{uchar i;InitLed();               //设置LED灯相关IO口while(1)                 //死循环{  LED1 = !LED1;         //流水灯，初始化时LED为熄灭执行后则点亮DelayMs(200);         LED2 = !LED2;         DelayMs(200);            LED3 = !LED3;        DelayMs(200);         for (i=0; i<2; i++)   //所有灯闪烁2次{LedOnOff(0);    //关闭所有LED灯DelayMs(200);LedOnOff(1);    //打开所有LED灯DelayMs(200);}LedOnOff(0);    //使所有LED灯熄灭状态DelayMs(200);LedOnOff(1);       DelayMs(500);LedOnOff(0);    //使所有LED灯熄灭状态DelayMs(200);}
}

 2.2 按键控制 LED 跑马灯

实验目的
1) 通过实验掌握 CC2540 芯片 GPIO 的配置方法
2) 掌握 Led 驱动电路及开关 Led 的原理
3) 操作 IO 口控制 4 盏 LED 灯的全亮和全灭、闪烁、流水灯
原理图同上 
/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 作    者:
* 网    站: 
* 修    订: 
* 版    本: 1.0
* 描    述: 按下按键S1控制LED1.LED2.LED3实现跑马灯效果
****************************************************************************/
#include <ioCC2540.h>#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int #define LED1 P1_0        // 定义P1.0口为LED1控制端
#define LED2 P1_1        // 定义P1.1口为LED2控制端
#define LED3 P0_4        // 定义P0.4口为LED3控制端
#define KEY1 P0_1        // 定义P0.1口为S1控制端
#define ON      1
#define OFF     0/****************************************************************************
* 名    称: DelayMS()
* 功    能: 以毫秒为单位延时，系统时钟不配置时默认为16M(用示波器测量相当精确)
* 入口参数: msec 延时参数，值越大，延时越久
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void DelayMS(uint len)
{ while(len--)for (int i=0; i<535; i++);
}/****************************************************************************
* 名    称: LedOnOrOff()
* 功    能: 点亮或熄灭所有LED灯    
* 入口参数: mode为1时LED灯亮  mode为0时LED灯灭
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void LedOnOrOff(uchar mode)
{LED1 = mode;LED2 = mode;LED3 = mode; 
}/****************************************************************************
* 名    称: InitLed()
* 功    能: 设置LED相应的IO口
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitLed(void)
{P1DIR |= 0x03;  // P1.0、P1.1定义为输出P0DIR |= 0x10;  // P0.4定义为输出LedOnOrOff(0);  // 使所有LED灯默认为熄灭状态  
}/****************************************************************************
* 名    称: InitKey()
* 功    能: 设置按键相应的IO口
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitKey(void)
{P0SEL &= ~0x02;     //设置P0.1为普通IO口  P0DIR &= ~0x02;     //按键接在P0.1口上，设P0.1为输入模式 P0INP &= ~0x02;     //打开P0.1上拉电阻
}/****************************************************************************
* 名    称: KeyScan()
* 功    能: 读取按键状态
* 入口参数: 无
* 出口参数: 0为抬起   1为按键按下
****************************************************************************/
uchar KeyScan(void)
{if (KEY1 == 0){DelayMS(10);      //延时10MS去抖if (KEY1 == 0){while(!KEY1); //松手检测return 1;     //有按键按下}}return 0;             //无按键按下
}/****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void)
{InitLed();		      //设置LED灯相应的IO口InitKey();            //设置按键S1相应的IO口while(1){DelayMS(2);if (KeyScan())    //扫描按键当前状态,按下按钮 松开 后执行{LED1 = ON;    //点亮LED1      DelayMS(200); LED1 = OFF;   //熄灭LED1 LED2 = ON;                DelayMS(200); LED2 = OFF;            LED3 = ON;           DelayMS(200); LED3 = OFF; }}
}

2.3 外部中断

实验目的
1) 通过实验掌握 CC2540 芯片 GPIO 的配置方法
2) 掌握 Led 驱动电路及开关 Led 的原理
3) 通过按键 S1 产生外部中断改变 LED1 状态

原理同上

 

/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 描    述: 通过按键S1产生外部中断改变LED1状态
****************************************************************************/
#include <ioCC2541.h>#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int#define LED1 P1_0       // P1.0口控制LED1
#define KEY1 P0_1       // P0.1口控制S1/****************************************************************************
* 名    称: DelayMS()
* 功    能: 以毫秒为单位延时，系统时钟不配置时默认为16M(用示波器测量相当精确)
* 入口参数: msec 延时参数，值越大，延时越久
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void DelayMS(uint len)
{ while(len--)for (int i=0; i<535; i++);
}/****************************************************************************
* 名    称: InitLed()
* 功    能: 设置LED灯相应的IO口
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitLed(void)
{P1DIR |= 0x01;   //P1.0定义为输出口LED1 = 0;        //LED1灯灭 
}/****************************************************************************
* 名    称: InitKey()
* 功    能: 设置KEY相应的IO口,采用中断方式 
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitKey()
{P0IEN |= 0x02;    // P0.1 设置为中断方式 1：中断使能PICTL |= 0x02;    //下降沿触发   IEN1 |= 0x20;    //允许P0口中断; P0IFG = 0x00;    //初始化中断标志位EA = 1;          //打开总中断
}/****************************************************************************
* 名    称: P0_ISR(void) 中断处理函数 
* 描    述: #pragma vector = 中断向量，紧接着是中断处理程序
****************************************************************************/
#pragma vector = P0INT_VECTOR    
__interrupt void P0_ISR(void) 
{ DelayMS(10);     //延时去抖LED1 = ~LED1;    //改变LED1状态P0IFG = 0;       //清中断标志 P0IF = 0;        //清中断标志 
} /****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void)
{InitLed();   //设置LED灯相应的IO口InitKey();   //设置S1相应的IO口while(1){}
}

2.4 定时器 T1-查询方式

1) 通过实验掌握 CC2540 芯片
GPIO 的配置方法
2) 掌握 Led 驱动电路及开关 Led 的原理
3) 通过按键 S1 产生外部中断改变 LED1 状态

定时器T1的时钟频率为32MHz / 128 = 250kHz。

在这个配置下，当T1计数器溢出时，中断标志位IRCON会被置位。通过查询IRCON的值是否大于0，代码检测是否发生了定时器T1的中断。

在每次中断发生时，count会自增，并且当count累积到一定值时，LED1会翻转状态，实现LED的周期性闪烁。在这段代码中，count达到1时LED状态翻转，因此要实现约1秒的周期性闪烁，需要count累积到1。

/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 描    述: 定时器T1通过查询方式控制LED1周期性闪烁
****************************************************************************/
#include <ioCC2541.h>#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int#define LED1 P1_0       // P1.0口控制LED1/****************************************************************************
* 名    称: InitLed()
* 功    能: 设置LED灯相应的IO口
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitLed(void)
{P1DIR |= 0x01;      //P1.0定义为输出LED1 = 0;           //使LED1灯下电默认为熄灭     
}/****************************************************************************
* 名    称: InitT1()
* 功    能: 定时器初始化，系统不配置工作时钟时默认是2分频，即16MHz
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitT1()
{T1CTL = 0x0d;       //128分频,自动重装 0x0000-0xFFFF T1STAT= 0x21;       //通道0,中断有效   
}/****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void)
{uchar count=0;InitLed();		     //调用初始化函数InitT1();while(1){if(IRCON > 0){ IRCON=0;if(count++ >= 1) //约1s周期性闪烁，示波器测大约为1025MS{count=0;LED1 = !LED1;  //LED1闪烁        }} }
}

2.5 定时器T3-中断方式

实验目的
1) 通过实验掌握 CC2540 芯片 GPIO 的配置方法
2) 掌握 Led 驱动电路及开关 Led 的原理
3) 掌握定时器 T3(8 位 ) 通过中断方式控制 LED1 周期性闪烁
CC2530 的 T3 定时器（ 8 位）需要了解
T3CTL,T3CCTL0,T3CC0,T3CCTL1,T3CC 寄存器 
/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 描    述: 定时器T3通过中断方式控制LED1周期性闪烁
****************************************************************************/
#include <ioCC2541.h>#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int#define LED1 P1_0       // P1.0口控制LED1uint count;             //用于定时器计数/****************************************************************************
* 名    称: InitLed()
* 功    能: 设置LED灯相应的IO口
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitLed(void)
{P1DIR |= 0x01;           //P1.0定义为输出LED1 = 0;                //使LED1灯下电默认为熄灭     
}/****************************************************************************
* 名    称: InitT3()
* 功    能: 定时器初始化，系统不配置工作时钟时默认是2分频，即16MHz
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitT3()
{     T3CTL |= 0x08 ;          //开溢出中断     T3IE = 1;                //开总中断和T3中断T3CTL |= 0xE0;           //128分频,128/16000000*N=0.5S,N=62500T3CTL &= ~0x03;          //自动重装 00－>0xff  62500/255=245(次)T3CTL |= 0x10;           //启动EA = 1;                  //开总中断
}//定时器T3中断处理函数
#pragma vector = T3_VECTOR 
__interrupt void T3_ISR(void) 
{ IRCON = 0x00;            //清中断标志, 也可由硬件自动完成 if(count++ > 245)        //245次中断后LED取反，闪烁一轮（约为0.5 秒时间） {                        //经过示波器测量确保精确count = 0;           //计数清零 LED1 = ~LED1;        //改变LED1的状态} 
}/****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void)
{InitLed();		     //设置LED灯相应的IO口InitT3();            //设置T3相应的寄存器while(1){};
}

 2.6 串口通信--收发字符串

实验目的
1) 通过实验掌握 CC2530 芯片串口配置与使用，实现串口接收和串口
发送
相关寄存器 UxCSR 、 UxCSR 、 UxGCR 、 UxBUF 、 UxBAUD 、 CLKCONCMD 、CLKCONSTA 详见数据手册的第 16 章节的 16.8 。 

/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 描    述: 设置串口调试助手波特率：115200bps 8N1
*           串口调试助手给CC254x发字符串时，开发板会返回接收到的字符串
****************************************************************************/
#include <ioCC2541.h>   //<ioCC2540.h> 
#include <string.h>#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int #define UART0_RX    1
#define UART0_TX    2
#define SIZE       51char RxBuf;
char UartState;
uchar count;
char RxData[SIZE];        //存储发送字符串/****************************************************************************
* 名    称: DelayMS()
* 功    能: 以毫秒为单位延时
* 入口参数: msec 延时参数，值越大，延时越久
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void DelayMS(uint len)
{ while(len--)for (int i=0; i<535; i++);
}/****************************************************************************
* 名    称: InitUart()
* 功    能: 串口初始化函数
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitUart(void)
{ PERCFG = 0x00;           //外设控制寄存器 USART 0的IO位置:0为P0口位置1 P0SEL = 0x0c;            //P0_2,P0_3用作串口（外设功能）P2DIR &= ~0xC0;          //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80;           //设置为UART方式U0GCR |= 11;				       U0BAUD |= 216;           //波特率设为115200UTX0IF = 0;              //UART0 TX中断标志初始置位0U0CSR |= 0x40;           //允许接收 IEN0 |= 0x84;            //开总中断允许接收中断  
}/****************************************************************************
* 名    称: UartSendString()
* 功    能: 串口发送函数
* 入口参数: Data:发送缓冲区   len:发送长度
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void UartSendString(char *Data, int len)
{uint i;for(i=0; i<len; i++){U0DBUF = *Data++;while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}
}/****************************************************************************
* 名    称: UART0_ISR(void) 串口中断处理函数 
* 描    述: 当串口0产生接收中断，将收到的数据保存在RxBuf中
****************************************************************************/
#pragma vector = URX0_VECTOR 
__interrupt void UART0_ISR(void) 
{ URX0IF = 0;       // 清中断标志 RxBuf = U0DBUF;                           
}/****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void)
{	CLKCONCMD &= ~0x40;                        //设置系统时钟源为32MHZ晶振while(CLKCONSTA & 0x40);                   //等待晶振稳定为32MCLKCONCMD &= ~0x47;                        //设置系统主时钟频率为32MHZ   InitUart();                                //调用串口初始化函数   UartState = UART0_RX;                      //串口0默认处于接收模式memset(RxData, 0, SIZE);while(1){if(UartState == UART0_RX)              //接收状态 { if(RxBuf != 0) {                 if((RxBuf != '#')&&(count < 50))//以'＃'为结束符,一次最多接收50个字符            RxData[count++] = RxBuf; else{if(count >= 50)             //判断数据合法性，防止溢出{count = 0;              //计数清0memset(RxData, 0, SIZE);//清空接收缓冲区}elseUartState = UART0_TX;  //进入发送状态 }RxBuf  = 0;}}if(UartState == UART0_TX)              //发送状态 {                         U0CSR &= ~0x40;                    //禁止接收 UartSendString(RxData, count);     //发送已记录的字符串。UartSendString("\r\n",2);          //发送回车。U0CSR |= 0x40;                     //允许接收 UartState = UART0_RX;              //恢复到接收状态 count = 0;                         //计数清0memset(RxData, 0, SIZE);           //清空接收缓冲区}    }
}

2.7 AD 采集 cc2530 温度串口显示

实验目的
1) 通过实验掌握 CC2540 CC2541 芯片串口配置与使用
2) 采集到内部温度传感器信息通过串口发送到上位机
P0_2 、 P0_3 配置为外设功能时： P0_2 为 RX ， P0_3 为 TX 。 USART0
和 USART1 是串行通信接口，它们能够分别运行于异步 UART 模式或者同
步 SPI 模式。两个 USART 具有同样的功能，可以设置在单独的 I/O 引脚。

 相关寄存器如下表所示

main.c 

/****************************************************************************
* 文 件 名: main.c
* 描    述: ADC把芯片温度通过串口发给电脑，部分芯片误差较大需校准
*           手摸芯片温度有明显变化
****************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "UartTimer.h"#define HAL_ADC_REF_1V25                0x00
#define ADC_12_BIT                      0x30
#define ADC_EMP_SENS                    0x0E
#define ADC_TO_CELSIUS(ADC_VALUE)       ((ADC_VALUE>>4)-334)   //温度校正/****************************************************************************
* 名    称: InitSensor()
* 功    能: 温度传感器初始化函数
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitSensor(void)
{ DISABLE_ALL_INTERRUPTS();     //关闭所有中断 InitClock();                  //设置系统主时钟为 32M TR0=0x01;                     //设置为1来连接温度传感器到SOC_ADCATEST=0x01;                   //使能温度传感
}   /****************************************************************************
* 名    称: GetTemperature()
* 功    能: 获取温度传感器 AD 值
* 入口参数: 无
* 出口参数: 通过计算返回实际的温度值
****************************************************************************/
float GetTemperature(void)
{ unsigned int  value; unsigned char tmpADCCON3 = ADCCON3;ADCIF = 0;   //选择1.25V为参考电压；12位分辨率；对片内温度传感器采样ADCCON3  = (HAL_ADC_REF_1V25 | ADC_12_BIT | ADC_EMP_SENS);            while(!ADCIF);                     //等待 AD 转换完成 value =  ADCL >> 2;                //ADCL 寄存器低 2 位无效 value |= (((unsigned int)ADCH) << 6);ADCCON3 = tmpADCCON3;return ADC_TO_CELSIUS(value);                               
}/****************************************************************************
* 程序入口函数
****************************************************************************/
void main(void) 
{   char i; float AvgTemp;   char strTemp[6];InitUART();                           //初始化串口 InitSensor();                         //初始化 ADC while(1) { AvgTemp = 0;          for (i=0; i<64; i++) {    AvgTemp += GetTemperature();              }AvgTemp = AvgTemp/64;             //每次累加后除 64memset(strTemp, 0, 6);sprintf(strTemp,"%.02f", AvgTemp);//将浮点数转成字符串UartSendString(strTemp, 5);       //通过串口发给电脑显示芯片温度UartSendString("\r\n",2);DelayMS(1000);                    //延时} 
}

UartTimer.h

#include <ioCC2541.h>typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int  uint;#define DISABLE_ALL_INTERRUPTS() (IEN0 = IEN1 = IEN2 = 0x00)//三个void InitClock(void)
{   CLKCONCMD &= ~0x40;              //设置系统时钟源为 32MHZ晶振while(CLKCONSTA & 0x40);         //等待晶振稳定 CLKCONCMD &= ~0x47;              //设置系统主时钟频率为 32MHZ
}/****************************************************************************
* 名    称: InitT3()
* 功    能: 定时器初始化
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitT3(void)
{T3CCTL0 = 0x44;        //T3CCTL0 (0xCC)，CH0 中断使能，CH0 比较模式T3CC0 = 0xFA;          //T3CC0设置为250T3CTL |= 0x9A;         //启动T3计数器，计数时钟为16分频。使用MODULO模式IEN1 |= 0x08;     IEN0 |= 0x80;          //开总中断，开T3中断
}/****************************************************************************
* 名    称: InitUart()
* 功    能: 串口初始化函数
* 入口参数: 无
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void InitUART(void)
{PERCFG = 0x00;                   //位置1 P0口P0SEL = 0x3C;                    //P0用作串口P2DIR &= ~0xC0;                  //P0优先作为UART0    U0CSR |= 0x80;                   //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;				U0BAUD |= 216;                   //波特率设为115200UTX0IF = 1;                      //UART0 TX中断标志初始置位1  U0CSR |= 0x40;                   //允许接收IEN0 |= 0x84;                    //开总中断，接收中断
}/****************************************************************************
* 名    称: UartSendString()
* 功    能: 串口发送函数
* 入口参数: Data:发送缓冲区   len:发送长度
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void UartSendString(char *Data, int len)
{uint i;for(i=0; i<len; i++){U0DBUF = *Data++;while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}U0DBUF = 0x0A;                   //输出换行while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;
}/****************************************************************************
* 名    称: DelayMS()
* 功    能: 以毫秒为单位延时 16M时大约为530,32M需要调整,系统时钟不修改默认为16M
* 入口参数: msec 延时参数，值越大，延时越久
* 出口参数: 无
****************************************************************************/
void DelayMS(uint msec)
{ uint i,j;for (i=0; i<msec; i++)for (j=0; j<1060; j++);
}

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