实验四 Zigbee无线通信及RS232串口通信实验 实验预习要求
1、了解Zigbee无线通信原理。
2、学习RS232串口和定时器编程方法。
一、实验目的
1、了解Zigbee驱动函数的功能。弯头制作
2、了解MSP430F6638中USCI_Ax模块的UART模块的使用。 3、掌握MSP430F6638的串口通信和定时器的使用。
二、实验器材
PC机、两个CC2520模块、两台MSP430F6638实验箱、USB数据线、杜邦线
三、实验内容
1、验证性实验
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利用两个Zigbee模块通信，一个模块作发射，一个作接收。发射模块所在实验箱按下按键控制接收模块所在实验箱上LED1的亮灭，从而实现无线点灯的功能。2、设计性实验
利用MSP430F6638单片机的USCI_Ax模块进行RS232串口通信，实现PC机和单片机的双向通信，要求如下：
（1）单片机发送数字0到9至 PC机，从数字5开始发送，每隔1s发送一个数。若单片机开发板上按下一按键（例如S3），则数字加1后进行发送，加到9以后，又从0开始，若没有按键按下，则继续发送当前的数字。在PC机上用串口调试助手软件查看PC机接收的数据是否正确。 （2）PC机向单片机发送点灯的命令。如果单片机接收到PC机发送的数字1，则点亮单片机开发板上的LED1；接收到PC机发送的数字2，则点亮单片机开发板上的LED2，……，直到LED5点亮。
四、实验原理
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1、验证性实验
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
本实验所用到的是CC2520芯片，它只是一个符合物理层标准的芯片，只负责调制解调无线通讯信号，需要外部连接MCU，否则无法独立完成数据传输。实验是用两块MSP430F6638评估板分别控制两块CC2520模块，控制其中的一块CC2520作为接收模块且另一块CC2520作为发送模块。发送模块在查询到S3的按键信号时，发送信号给接收模块。接收模块在接收到信号时，点亮LED1。CC2520在MSP430F6638评估版上的连接如下图所示：
图4.1 CC2520接口模块原理图1
图4.2 CC2520接口模块原理图2
实验中单片机和CC2520之间通过SPI通讯，程序中CC2520_PSDU定义说明：
CC2520_PSDU[]，下标范围为0—127，此数组从下标24开始可以使用，验证程序中从下标25开始使用，数据格式自定义如下：
CC2520_PSDU[25]：本地节点地址
CC2520_PSDU[26]：对方节点地址
CC2520_PSDU[27]：命令类型，在主函数中有具体宏定义
CC2520_PSDU[30]：传输的有用数据
……
CC2520与MSP430F6638的接口表如下：
表4.1 MSP430F6638与CC2520接口的管脚定义
2、设计性实验
MSP430f6638 自带的USCI_Ax 模块在软件上的通信协议由使用者来确定。设计实验用到的是UART 通信模式，即通用异步接收/发送模式，异步通讯的特性包括：
●7 位或8 位数据位，支持奇偶校验
●独立的发送和接收移位寄存器
●独立的发送接收缓存lzr种子
●可选择优先发送（接收）MSB 还是LSB
●空闲位多机模式和地址位多机模式
●通过有效的起始位检测将MSP430f6638 从低功耗中唤醒
●状态标志检测错误或地址位
●独立的接收和发送中断
●可编程实现波特率调整
电磁
本实验中所用的UART配置为波特率9600，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。
五、实验步骤
1、验证性试验
（1）用杜邦线连接P17的6.1引脚和P19中右下角的引脚，如下图。
图4.3 硬件连接效果图
（2）打开验证程序工程，对两个实验箱进行通讯的对应单片机程序中发送和接收的地址编号CC2520_PSDU[25]设为相同，然后对工程进行编译，编译无误后下载、运行程序。按下一台实验箱中的按键S3，观察另一台实验箱的现象。
2、设计性试验
（1）按照实验一附件1.3建立工程文件，根据要求设计程序。
（2）运行串口调试助手软件，设置串口和波特率，注意串口号需要和设备管理器中的串口号相同，例如下图设备管理器显示的和开发板连接的串口为COM4，则在串口调试助
手软件图4.5中串口设为COM4。
图4.4 设备管理器
图4.5 串口调试助手运行界面
（3）下载程序并运行，如果程序设计正确，在下图中能看到PC机接收区到“5”，如图4.6所示。如果按下按键S3，则接收数字为6，再次按下，则接收数字为7，……直到接收到“9”以后，再次按下按键S3，则接收数字为0。删除图4.5中发送区的信息，在发送区中输入命令“1”，点击“手动发送”，观察实验箱中LED1是否点亮，再分别输
入数字2-5，点击“手动发送”，观察LED2到LED5是否点亮。
图4.6 单片机程序运行时PC机串口接收
（4）实验完成后请整理好实验设备。实验完毕请用“Shift + Delete”键删除设计程序和所
rgd-208在的文件夹。
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