Zigbee开发实战指南.pdf

zigbee 教程
目 录前 言................................................................................................................................................................ II 学习使用建议........................................................................................................................................ III Zigbee 是什么？如何应用？..............................................................................................................IIIII Zigbee 协议栈是什么？如何应用？................................................................................................IIIV Zigbee 开发....................................................................................................................................... IIIV 总结.....................................................................................................................................................III目 录...............................................................................................................................................................V第一部分： Zigbee 简介及其开发环境建立.......................................................................................1第 1 章 Zigbee 简介....................................................................................................................... 21.1.1 定义......................................................................................................................................... 21.1.2 由来......................................................................................................................................... 21.1.3 特点......................................................................................................................................... 21.1.4 分类......................................................................................................................................... 31.1.5 应用......................................................................................................................................... 31.1.6 前景......................................................................................................................................... 41.2 相关软件及驱动安装........................................................................................................................ 51.2.1 安装 IAR 8.20 (32/64bit 系统均可)....................................................................................... 51.2.2 TI 协议栈 Zstack-CC2530-2.3.0-1.4.0 的安装.....................................................................71.2.3 烧写器 CC Debugger 的驱动的安装......................................................................................91.2.4 CH340 (USB 转串口)驱动的安装........................................................................................131.3 IAR 工程环境建立........................................................................................................................... 151.4 IAR 如何下载程序........................................................................................................................... 32第二部分： 裸机实验......................................................................................................................... 36第 2 章 LED..................................................................................................................................372.1.1 CC2530 的 IO 端口介绍........................................................................................................372.1.2 CC2530 与 51 单片机比较....................................................................................................382.1.3 实验目的............................................................................................................................... 392.1.4 实验功能............................................................................................................................... 392.1.5 实验分析............................................................................................................................... 392.1.6 实验现象............................................................................................................................... 412.1.7 实验总结............................................................................................................................... 43第 3 章 KEY(查询方式).............................................................................................................. 45VII2.2.1 CC2530 通用 IO 详解............................................................................................................452.2.2 流程图................................................................................................................................... 462.2.3 实验目的............................................................................................................................... 462.2.4 实验功能............................................................................................................................... 462.2.5 实验分析............................................................................................................................... 472.2.6 实验现象............................................................................................................................... 492.2.7 实验总结............................................................................................................................... 50第 4 章 KEY(中断方式).............................................................................................................. 522.3.1 CC2530 通用 IO 中断详解................................................................................................... 522.3.2 流程图................................................................................................................................... 532.3.3 实验目的............................................................................................................................... 532.3.4 实验功能............................................................................................................................... 532.3.5 实验分析............................................................................................................................... 532.3.6 实验现象............................................................................................................................... 582.3.7 实验总结............................................................................................................................... 59第 5 章 Timer1 LED(查询方式).................................................................................................632.4.1 CC2530 的 Timer1 介绍........................................................................................................632.4.2 实验目的............................................................................................................................... 642.4.3 实验功能............................................................................................................................... 642.4.4 实验分析............................................................................................................................... 642.4.5 实验现象............................................................................................................................... 682.4.6 实验总结............................................................................................................................... 69第 6 章 Timer3 LED(查询方式).................................................................................................712.5.1 CC2530 的 Timer3、Timer4 介绍........................................................................................ 712.5.2 实验目的............................................................................................................................... 722.5.3 实验功能............................................................................................................................... 722.5.4 实验分析............................................................................................................................... 722.5.5 实验现象............................................................................................................................... 762.5.6 实验总结............................................................................................................................... 77第 7 章 Timer3 LED(中断方式).................................................................................................782.6.1 Timer3 和 Timer4 中断机制介绍......................................................................................... 782.6.2 实验目的............................................................................................................................... 78VIII2.6.3 实验功能............................................................................................................................... 782.6.4 实验分析............................................................................................................................... 792.6.5 实验现象................................................................................................................................ 822.6.6 实验总结............................................................................................................................... 83第 8 章 Timer1 LED(中断方式).................................................................................................852.7.1 Timer1 中断机制介绍........................................................................................................... 852.7.2 实验目的............................................................................................................................... 852.7.3 实验功能............................................................................................................................... 852.7.4 实验分析............................................................................................................................... 862.7.5 实验现象............................................................................................................................... 892.7.6 实验总结............................................................................................................................... 90第 9 章 Usart(发送)......................................................................................................................922.8.1 CC2530 的 Usart 介绍........................................................................................................... 922.8.2 Uart 发送................................................................................................................................ 942.8.3 实验目的............................................................................................................................... 942.8.4 实验功能............................................................................................................................... 942.8.5 实验分析............................................................................................................................... 952.8.6 实验现象............................................................................................................................. 1002.8.7 实验总结............................................................................................................................. 103第 10 章 Usart(接收)....................................................................................................................1062.9.1 Usart 接收.............................................................................................................................1062.9.2 实验目的............................................................................................................................. 1062.9.3 实验功能............................................................................................................................. 1072.9.4 实验分析............................................................................................................................. 1072.9.5 实验现象............................................................................................................................. 111第 11 章 Usart(接收 发送)..........................................................................................................1132.10.1 Usart 发送...........................................................................................................................1132.10.2 Usart 接收...........................................................................................................................1132.10.3 实验目的........................................................................................................................... 1142.10.4 实验功能........................................................................................................................... 1142.10.5 实验分析........................................................................................................................... 1142.10.6 实验现象........................................................................................................................... 117IX第 12 章 Usart ADC(片内 AD).................................................................................................. 1192.11.1 CC2530 的 ADC 介绍....................................................................................................... 1192.11.2 流程图................................................................................................................................ 1202.11.3 实验目的........................................................................................................................... 1212.11.4 实验功能........................................................................................................................... 1212.11.5 实验分析........................................................................................................................... 1222.11.6 实验现象........................................................................................................................... 1232.11.7 实验总结........................................................................................................................... 126第 13 章 Uart ADC TempertureSensor......................................................................................1282.12.1 CC2530 的 ADC 输入介绍............................................................................................... 1282.12.2 Usart ADC TempertureSensor 流程图...........................................................................1282.12.3 实验目的........................................................................................................................... 1292.12.4 实验功能........................................................................................................................... 1292.12.5 实验分析........................................................................................................................... 1292.12.6 实验现象........................................................................................................................... 130第 14 章 DMA..............................................................................................................................1322.13.1 CC2530 的 DMA 介绍...................................................................................................... 1322.13.2 CC2530 的 DMA 操作...................................................................................................... 1332.13.3 DMA 测试流程图..............................................................................................................1332.13.4 实验目的........................................................................................................................... 1342.13.5 实验功能........................................................................................................................... 1342.13.6 实验分析........................................................................................................................... 1342.13.7 实验现象........................................................................................................................... 1382.13.8 实验总结........................................................................................................................... 139第 15 章 随机数发生器............................................................................................................... 1412.14.1 CC2530 随机数发生器简介..............................................................................................1412.14.2 CC2530 随机数发生器的运行..........................................................................................1412.14.3 实验目的........................................................................................................................... 1422.14.4 实验功能........................................................................................................................... 1422.14.5 实验分析........................................................................................................................... 1422.14.6 实验现象........................................................................................................................... 144第 16 章 看门狗........................................................................................................................... 147X2.15.1 CC2530 看门狗简介..........................................................................................................1472.15.2 实验目的........................................................................................................................... 1482.15.3 实验功能........................................................................................................................... 1492.15.4 实验分析........................................................................................................................... 1492.15.5 实验现象........................................................................................................................... 151第 17 章 睡眠唤醒(外部中断).................................................................................................... 1532.16.1 CC2530 睡眠定时器简介..................................................................................................1532.16.2 CC2530 工作模式介绍......................................................................................................1552.16.3 实验目的........................................................................................................................... 1572.16.4 实验功能........................................................................................................................... 1572.16.5 实验分析........................................................................................................................... 1572.16.6 实验现象........................................................................................................................... 160第 18 章 睡眠唤醒(Timer)...........................................................................................................1622.17.1 CC2530 睡眠定时器的比较功能介绍............................................................................. 1622.17.2 实验目的............................................................................................................................ 1622.17.3 实验功能........................................................................................................................... 1632.17.4 实验分析........................................................................................................................... 1632.17.5 实验现象........................................................................................................................... 166第 19 章 光敏传感器................................................................................................................... 1682.18.1 光敏传感器介绍............................................................................................................... 1682.18.2 实验目的........................................................................................................................... 1702.18.3 实验功能........................................................................................................................... 1702.18.4 实验分析........................................................................................................................... 1702.18.5 实验现象........................................................................................................................... 172第 20 章 热释电红外传感器....................................................................................................... 1742.19.1 热释电红外传感器介绍................................................................................................... 1742.19.2 实验目的........................................................................................................................... 1752.19.3 实验功能........................................................................................................................... 1762.19.4 实验分析........................................................................................................................... 1762.19.5 实验现象........................................................................................................................... 178第 21 章 温度传感器(DS18B20).................................................................................................1802.20.1 DS18B20 介绍................................................................................................................... 180XI2.20.2 CC2530 读取 DS18B20 温度值........................................................................................1822.20.3 实验目的........................................................................................................................... 1832.20.4 实验功能........................................................................................................................... 1832.20.5 实验分析........................................................................................................................... 1832.20.5 实验现象........................................................................................................................... 185第 22 章 温湿度传感器(DHT11)................................................................................................ 1882.21.1 DHT11 介绍....................................................................................................................... 1882.21.2 CC2530 读取 DHT11 温湿度值....................................................................................... 1882.21.3 实验目的........................................................................................................................... 1902.21.4 实验功能........................................................................................................................... 1902.21.5 实验分析........................................................................................................................... 1912.21.6 实验现象........................................................................................................................... 193第 23 章 继电器........................................................................................................................... 1962.22.1 继电器介绍........................................................................................................................ 1962.22.2 实验目的........................................................................................................................... 1972.22.3 实验功能........................................................................................................................... 1982.22.4 实验分析........................................................................................................................... 1982.22.5 实验现象............................................................................................................................ 200第 24 章 红外解码(VS1838)....................................................................................................... 2022.23.1 红外遥控技术介绍........................................................................................................... 2022.23.2 实验目的........................................................................................................................... 2052.23.3 实验功能........................................................................................................................... 2052.23.4 实验分析........................................................................................................................... 2052.23.5 实验现象........................................................................................................................... 2122.23.6 实验总结........................................................................................................................... 213第 25 章 OLED_0.96 寸(SPI)......................................................................................................2152.24.1 实验目的........................................................................................................................... 2152.24.2 实验功能........................................................................................................................... 2152.24.3 实验分析........................................................................................................................... 2152.24.4 实验现象............................................................................................................................ 225第 26 章 射频打卡(RC522)......................................................................................................... 2292.25.1 MFRC522 介绍.................................................................................................................. 229XII2.25.2 实验目的........................................................................................................................... 2322.25.3 实验功能........................................................................................................................... 2322.25.4 实验分析........................................................................................................................... 2322.25.5 实验现象........................................................................................................................... 234第三部分： 协议栈基础实验........................................................................................................... 237第 27 章 BasicRF 协议深度剖析................................................................................................ 2383.1.1 如何获取 TI 例程............................................................................................................... 2383.1.2 CC2530 BasicRF 工程文件放置说明................................................................................2383.1.3 CC2530 BasicRF 工程软件架构.........................................................................................2403.1.4 Basic RF 层介绍.................................................................................................................. 2413.1.5 硬件抽象层(hal)介绍..........................................................................................................2453.1.6 用户层(Application layer).................................................................................................. 2473.1.7 BasicRF 操作总结............................................................................................................... 250第 28 章 基于 BasicRF 的 Light_Switch.................................................................................... 2553.2.1 Light_Switch 工作流程....................................................................................................... 2553.2.1 Light_Switch 流程图........................................................................................................... 2563.2.3 实验目的............................................................................................................................. 2573.2.4 实验功能............................................................................................................................. 2573.2.5 实验分析............................................................................................................................. 2573.2.6 实验现象............................................................................................................................. 259第 29 章 基于 BasicRF 的 Packet Error Rate Tester...................................................................2613.3.1 Packet Error Rate tester 工作流程.......................................................................................2613.3.2 Packet Error Rate tester 流程图...........................................................................................2623.3.2 丢包、PER、RSSI 计算方法............................................................................................ 2623.3.3 实验目的............................................................................................................................. 2633.3.4 实验功能............................................................................................................................. 2643.3.5 实验分析............................................................................................................................. 2643.3.6 实验现象............................................................................................................................. 265第 30 章 ZStack 协议深度剖析...................................................................................................2683.4.1 ZStack 体系架构..................................................................................................................2683.4.2 ZStack 工作原理..................................................................................................................2713.4.3 Zstack 中如何实现自己的任务.......................................................................................... 276XIII第 31 章 基于协议栈的 Usart 实验............................................................................................ 2823.5.1 实验目的............................................................................................................................. 2823.5.2 实验功能............................................................................................................................. 2823.5.3 实验分析............................................................................................................................. 2823.5.4 实验现象............................................................................................................................. 2853.5.5 实验总结............................................................................................................................. 288第 32 章 基于协议栈的无线数据传输.......................................................................................2903.6.1 实验目的............................................................................................................................. 2903.6.2 实验功能............................................................................................................................. 2903.6.3 实验分析............................................................................................................................. 2903.6.4 实验现象............................................................................................................................. 2973.6.5 实验总结............................................................................................................................. 298第 33 章 基于协议栈的按键实验...............................................................................................2993.7.1 实验目的............................................................................................................................. 2993.7.2 实验功能............................................................................................................................. 2993.7.3 实验分析............................................................................................................................. 2993.7.4 实验现象............................................................................................................................. 305第 34 章 基于协议栈的串口透传...............................................................................................3083.8.1 实验目的............................................................................................................................. 3083.8.2 实验功能............................................................................................................................. 3083.8.3 实验分析............................................................................................................................. 3083.8.4 实验现象............................................................................................................................. 3183.8.5 实验总结............................................................................................................................. 321第 35 章 网络拓扑（点播、组播、广播）...............................................................................3223.9.1 实验目的............................................................................................................................. 3223.9.2 实验功能............................................................................................................................. 3223.9.3 实验分析............................................................................................................................. 3223.9.4 实验现象............................................................................................................................. 337第 36 章 协议栈网络管理........................................................................................................... 3463.10.1 实验目的........................................................................................................................... 3463.10.2 实验功能........................................................................................................................... 3463.10.3 实验分析........................................................................................................................... 3463.10.4 实验现象........................................................................................................................... 348XIV3.10.5 实验总结........................................................................................................................... 352第四部分： 协议栈应用实验........................................................................................................... 353第 37 章 基于 BasicRF 的 Light_Usart.......................................................................................3544.1.1 添加“串口功能”到 BasicRF.......................................................................................... 3544.1.2 工作流程图......................................................................................................................... 3544.1.3 实验目的............................................................................................................................. 3554.1.4 实验功能............................................................................................................................. 3564.1.5 实验分析............................................................................................................................. 3564.1.6 实验现象............................................................................................................................. 358第 38 章 基于 BasicRF 的数据传输(一对多)............................................................................ 3604.2.1 工作流程图......................................................................................................................... 3604.2.2 实验目的............................................................................................................................. 3614.2.3 实验功能............................................................................................................................. 3614.2.4 实验分析............................................................................................................................. 3614.2.5 实验现象............................................................................................................................. 365第 39 章 基于 BasicRF 的继电器控制....................................................................................... 3674.3.1 实验目的............................................................................................................................. 3674.3.2 实验功能............................................................................................................................. 3674.3.3 实验分析............................................................................................................................. 3674.3.4 实验现象............................................................................................................................. 370第 40 章 基于 BasicRF 的红外解码（VS1838）......................................................................3714.4.1 实验目的............................................................................................................................. 3714.4.2 实验功能............................................................................................................................. 3714.4.3 实验分析............................................................................................................................. 3714.4.4 实验现象............................................................................................................................. 3774.4.5 实验总结............................................................................................................................. 378第 41 章 基于 BasicRF 的 OLED 测试...................................................................................... 3804.5.1 实验目的............................................................................................................................. 3804.5.2 实验功能............................................................................................................................. 3804.5.3 实验分析............................................................................................................................. 3804.5.4 实验现象............................................................................................................................. 381第 42 章 基于协议栈的 Light_Switch........................................................................................ 3854.6.1 实验目的............................................................................................................................. 385XV4.6.2 实验功能............................................................................................................................. 3854.6.3 实验分析............................................................................................................................. 3854.6.4 实验现象............................................................................................................................. 387第 43 章 基于协议栈的光敏检测...............................................................................................3894.7.1 实验目的............................................................................................................................. 3894.7.2 实验功能............................................................................................................................. 3894.7.3 实验分析............................................................................................................................. 3894.7.4 实验现象............................................................................................................................. 392第 44 章 基于协议栈的热释电红外人体检测...........................................................................3954.8.1 实验目的............................................................................................................................. 3954.8.2 实验功能............................................................................................................................. 3954.8.3 实验分析............................................................................................................................. 3954.8.4 实验现象............................................................................................................................. 398第 45 章 基于协议栈的 DS18B20 温度检测............................................................................. 4004.9.1 实验目的............................................................................................................................. 4004.9.2 实验功能............................................................................................................................. 4004.9.3 实验分析............................................................................................................................. 4004.9.4 实验现象............................................................................................................................. 404第 46 章 基于协议栈的 DHT11 温湿度检测.............................................................................4084.10.1 实验目的........................................................................................................................... 4084.10.2 实验功能........................................................................................................................... 4084.10.3 实验分析........................................................................................................................... 4084.10.4 实验现象........................................................................................................................... 413第 47 章 基于协议栈的 AD 采样............................................................................................... 4164.11.1 实验目的........................................................................................................................... 4164.11.2 实验功能........................................................................................................................... 4164.11.3 实验分析........................................................................................................................... 4164.11.4 实验现象........................................................................................................................... 419第 48 章 基于协议栈的继电器控制...........................................................................................4224.12.1 实验目的........................................................................................................................... 4224.12.2 实验功能........................................................................................................................... 4224.12.3 实验分析........................................................................................................................... 4224.12.4 实验现象........................................................................................................................... 430XVI第 49 章 基于协议栈的 OLED 测试......................................................................................... 4334.13.1 实验目的........................................................................................................................... 4334.13.2 实验功能........................................................................................................................... 4334.13.3 实验分析........................................................................................................................... 4334.13.4 实验现象........................................................................................................................... 435第 50 章 基于协议栈的射频打卡(RC522).................................................................................4394.14.1 实验目的........................................................................................................................... 4394.14.2 实验功能........................................................................................................................... 4394.14.3 实验分析........................................................................................................................... 4394.14.4 实验现象........................................................................................................................... 442