CC2530系统睡眠唤醒—中断唤醒

1万 · 2019-8-1 13:54

1 理论分析
1.1 CC2530 睡眠定时器简介
睡眠定时器用于设置系统进入和退出低功耗睡眠模式之间的周期。睡眠定时器还用于当进入低功耗睡眠模式时，维持定时器 2 的定时。

睡眠定时器的主要功能如下：

 24 位的定时器正计数器，运行在 32kHz 的时钟频率
 24 位的比较器，具有中断和 DMA 触发功能
 24 位捕获

1万 · 2019-8-1 13:54

1、概述
睡眠定时器是一个 24 位的定时器，运行在一个 32kHz 的时钟频率（可以是 RCOSC 或 XOSC）上。定时器在复位之后立即启动，如果没有中断就继续运行。定时器的当前值可以从 SFR 寄存器 ST2:ST1:ST0 中读取。

2、定时器比较
当定时器的值等于 24 位比较器的值，就发生一次定时器比较。通过写入寄存器 ST2:ST1:ST0 来设置比较值。当 STLOAD.LDRDY 是 1 写入 ST0 发起加载新的比较值，即写入 ST2、ST1 和 ST0 寄存器的最新的值。

加载期间 STLOAD.LDRDY 是 0，软件不能开始一个新的加载，直到 STLOAD.LDRDY 回到 1。读 ST0 将捕获 24 位计数器的当前值。因此，ST0 寄存器必须在 ST1和 ST2 之前读，以捕获一个正确的睡眠定时器计数值。当发生一个定时器比较，中断标志 STIF 被设置。每次系统时钟，当前定时器值就被更新。因此，当从 PM1/2/3（这期间系统时钟关闭）返回，如果尚未在 32kHz 时钟上检测到一个正时钟边沿，ST2:ST1:ST0 中的睡眠定时器值不更新，要保证读出一个最新的值，必须在读睡眠定时器值之前，在 32kHz 时钟上通过轮询 SLEEPSTA.CLK32K 位，等待一个正的变换。

ST 中断的中断使能位是 IEN0.STIE，中断标志是 IRCON.STIF。
当运行在所有供电模式，除了 PM3 时，睡眠定时器将开始运行。因此，睡眠定时器的值在 PM3 下不保存。在 P1 和 PM2 下睡眠定时器比较事件用于唤醒设备，返回主动模式的主动操作。复位之后的比较值的默认值是 0xFFFFFF。
睡眠定时器比较还可以用作一个 DMA 触发。

注意：如果电压降到 2V 以下同时处于 PM2，睡眠间隔将会受到影响。

1万 · 2019-8-1 13:55

3、定时器捕获
当设置了已选 I/O 引脚的中断标志，且 32 kHz 时钟检测到这一事件时，发生定时器捕获。睡眠定时器通过设置将要用作触发捕获的 I/O 引脚的 STCC.PORT[1:0]和 STCC.PIN[2:0]使能。当 STCS.VALID 变为高电平，即可读 STCV2:STCV1:STCV0 的捕获值。捕获值多于在 I/O 引脚上的事件瞬间的值，因此如果时序需要，软件必须从捕获的值中间抽取一个。要使能一个新的捕获，遵循以下步骤：

(1) 清除 STCS.VALID。
(2) 等待直到 SLEEPSTA.CLK32K 变为低电平。
(3) 等待直到 SLEEPSTA.CLK32K 变为高电平。
(4) 清除 P0IFG/P1IFG/P2IFG 寄存器中的引脚中断标志。

这一顺序使用 P0.0 上的上升沿为例，见图1。

图 1 睡眠定时器捕获（使用 P0_0 的上升沿为例）
当捕获使能，不能切换输入捕获引脚。在选择一个新的输入捕获引脚之前，捕获必须禁用。要禁用捕获，遵循以下步骤（如果禁用了中断，使用一个高达 32 kHz 周期（~15.26 us）的一半即可）：
(1) 禁用中断
(2) 等待直到 SLEEPSTA.CLK32K 变为高电平。
(3) 设置 STCC.PORT[1:0]为 3。这将禁用捕获。

1万 · 2019-8-1 13:55

1.2 CC2530 工作模式介绍
1、概述
Zigbee 的特点就是远距离低功耗的无线传输设备，节点模块闲时可以进入睡眠模式，在需要传输数据时候进行唤醒，能进一步节省电量。
CC2530 有五种不同的运行模式（供电模式），叫做主动模式、空闲模式、PM1、PM2 和 PM3。主动模式是一般模式，而 PM3 具有最低的功耗。不同的供电模式对系统运行的影响见表，并给出了稳压器和振荡器选择。

表 1 不同的供电模式对系统运行的影响

==主动模式：==完全功能模式。稳压器的数字内核开启，16 MHz RC 振荡器或 32 MHz 晶体振荡器运行，或者两者都运行。32 kHz RCOSC 振荡器或 32kHz XOSC 运行。

==空闲模式：==除了 CPU 内核停止运行（即空闲），其他和主动模式一样。
PM1：稳压器的数字部分开启。32 MHz XOSC 和 16 MHz RCOSC 都不运行。32kHz RCOSC 或 32 kHz XOSC 运行。复位、外部中断或睡眠定时器过期时系统将转到主动模式。

==PM2：==稳压器的数字内核关闭。32 MHz XOSC 和 16 MHz RCOSC 都不运行。32kHz RCOSC 或 32 kHz XOSC 运行。复位、外部中断或睡眠定时器过期时系统将转到主动模式。

==PM3：==稳压器的数字内核关闭。所有的振荡器都不运行。复位或外部中断时系统将转到主动模式。

2、管理控制
所需的供电模式通过使用 SLEEPCMD 控制寄存器的 MODE 位和 PCON.IDLE 位来选择。设置 SFR 寄存器的 PCON.IDLE 位，进入 SLEEPCMD.MODE 所选的模式。来自端口引脚或睡眠定时器的使能的中断，或上电复位将从其他供电模式唤醒设备，使它回到主动模式。

当进入 PM1、PM2 或 PM3，就运行一个掉电序列。当设备从 PM1、PM2 或 PM3中出来，它在 16 MHz 开始，如果当进入供电模式（设置 PCON.IDLE）且 CLKCONCMD.OSC = 0 时，自动变为 32 MHz。如果当进入供电模式设置了 PCON.IDLE 且 CLKCONCMD.OSC = 1，它继续运行在 16 MHz。

1万 · 2019-8-1 13:56

2 实验详解
2.1．实验目的
掌握几种系统电源模式的基本设置及切换；
将睡眠模式下的CC2530 通过定时器唤醒，观察LED 闪烁现象
2.2．实验设备
硬件：PC 机一台ZB2530（底板、核心板、仿真器、USB 线）一套
软件：win7 系统，IAR 8.20 集成开发环境

1万 · 2019-8-1 13:56

2.3．实验相关电路图

图2 LED电路图

图3 按键电路图

1万 · 2019-8-1 13:57

2.4．实验分析及相关寄存器

相关寄存器PCON，SLEEPCMD, ST0，ST1，ST2，如下表所示：

表2 供电模式控制

1万 · 2019-8-1 13:57

表3 睡眠模式控制

1万 · 2019-8-1 13:58

表4 休眠定时器0

1万 · 2019-8-1 13:58

表5 休眠定时器1

1万 · 2019-8-1 13:58

表6 休眠定时器2

1万 · 2019-8-1 13:59

睡眠定时器用于设置系统进入和退出低功耗睡眠模式之间的周期。还用于当系统进入低功耗模式后，维持MAC 定时器（T2）的定时。

其特性如下：长达24 位定时计数器，运行在32.768KHZ的工作频率。24 位的比较器具有中断和DMA 触发功能在PM2 低功耗模式下运行.按照表格寄存器的内容，相关寄存器配置如下：

SLEEPCMD |= mode; //设置系统睡眠模式mode 取值为0、1、2、3
PCON = 0x01; //进入睡眠模式,通过中断唤醒
PCON = 0x00; //通过中断唤醒系统

1万 · 2019-8-1 14:00

2.5 参考代码
/**Includes*********************************************************************/
#include <ioCC2530.h>

/**宏定义***********************************************************************/
//定义数据类型
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int  uint;

//定义IO口
#define LED1 P1_0          //P1.0口控制LED1
#define KEY2 P2_0          //P2.0口控制KEY2

/**函数声明*********************************************************************/
void DelayMS(uint msec);
void InitLed(void);
void InitKey();
void SysPowerMode(uchar mode) ;

/**
  * @brief    主函数
  * @param    None
  * @retval None
  */
void main(void)
{
uchar i=0;

InitLed();       //设置LED灯相应的IO口
InitKey();             //设置KEY相应的IO口

while(1)
{
      for (i=0; i<6; i++)  //LED闪烁3次提醒用户将进入睡眠模式
      {
         LED1 = ~LED1;
         DelayMS(500);
      }

      SysPowerMode(3);    //进入睡眠模式PM3,按下按键K1中断唤醒系统
}
}

1万 · 2019-8-1 14:00

/**
  * @brief    延时函数,大约1毫秒
  * @param    msec 延时大小
  * @retval None
  */
void DelayMS(uint msec)
{
uint i,j;

for (i=0; i<msec; i++)
      for (j=0; j<535; j++);
}

/**
  * @brief    LED控制IO口初始化函数
  * @param    None
  * @retval None
  */
void InitLed(void)
{
P1DIR |= 0x01;          //P1.0定义为输出口
LED1 = 1;             //LED灯上电默认为熄灭
}

/**
  * @brief    按键控制IO口初始化函数
  * @param    None
  * @retval None
  */
void InitKey()
{
P2IEN |= 0x1; // P2.0 设置为中断方式 1：中断使能
PICTL |= 0x8; //下降沿触发
IEN2 |= 0x2;    //允许P2口中断;
P2IFG = 0x00; //初始化中断标志位
EA = 1;       //打开总中断
}

1万 · 2019-8-1 14:00

/**
  * @brief    系统工作模式选择函数
  * @param    None
  * @retval None
  * @attention
  *          para1  0 1 2 3
  *          mode PM0 PM1 PM2 PM3
  */
void SysPowerMode(uchar mode)
{
if(mode > 0 && mode < 4)
{
      SLEEPCMD |= mode; //设置系统睡眠模式
      PCON = 0x01;       //进入睡眠模式 ,通过中断唤醒
}
else
      PCON = 0x00;       //主动/空闲模通过中断唤醒系统
}

/**
  * @brief    中断处理函数-系统唤醒
  * @param    None
  * @retval None
  */
#pragma vector = P2INT_VECTOR
__interrupt void P2_ISR(void)
{
if(P2IFG > 0)
{
      P2IFG = 0;          //清标志位
}

P2IF = 0;
SysPowerMode(4);       //正常工作模式
}

1万 · 2019-8-1 14:01

2.6.实验现象
在工作情况下，LED1 闪烁三次后，系统进入睡眠，按下KEY2后唤醒中断。

附：管理睡眠定时器的寄存器类型
●ST2 –睡眠定时器 2
●ST2 –睡眠定时器 2
●ST1 –睡眠定时器 1
●ST0 –睡眠定时器 0
●STLOAD –睡眠定时器加载状态
●STCC –睡眠定时器捕获控制
●STCS –睡眠定时器捕获状态
●STCV0 –睡眠定时器捕获值字节 0
●STCV1 –睡眠定时器捕获值字节 1
●STCV2 –睡眠定时器捕获值字节 2

只看该作者 · 2019-8-6 14:45

感谢楼主分享！学习一下

1万 · 2019-9-9 14:46

希望能帮到你

CC2530系统睡眠唤醒—中断唤醒

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