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產品名：ZigBee模塊

型號：ZICM2410 PO-2

廠商：廣州周立功公司代理（美國CEL公司的MeshConnect模塊）

參數：

* 103db鏈路預算；

* 接收靈敏度：-97dbm@ 1.5V

* 發送功率：+6dbm@1.5V

* 3000英尺無障礙傳輸距離

* 最低睡眠電流：<1μA

* 工作電壓：2.1~3.3V

* 接收電流：35mA

* 發送電流：44mA

* 速率：ZigBee (250 kbps)、Turbo(500 kbps)、Premium (1 Mbps)

* 接口類型：SPI(主從)、UART（2路）、I2S/PCM

支持語音傳送：

語音編解碼器支持u律、a律、ADPCM

16條射頻通道

傳送范圍：3000英尺 = 914.4米

支持AES128位加密

ZICM2410 支持的數據通信接口：

UART0\UART1(1M)、I2S、SPI(2M)、GPIO、AD（4路）、IIS

描述：Zigbee網絡基于IEEE 802.15.4國際標準、上層協議為ZigBee協議棧，具有低功

耗，低速率，高可靠性，網絡路由功能強大，自恢復及冗余性能優異等特點，廣泛應用低

數據率監控的各個領域。

ZigBee 物理連接：

ZigBee 模塊是通過串口的形式與微處理器通訊，在LPC11C14 開發板這里是通過 SC16IS752IPW 芯片轉成 SPI 協議與微處理器通訊。

ZigBee 模塊（ZICM2410 PO-2） <------串口-----> SC16IS752IPW 芯片 <------SPI-----> LC11C14（ARM M0內核）

從原理圖可以看出，ZigBee模塊的RXD\TXD接在了SC16IS752IPW芯片的RXB\TXB上，

而該芯片的CS\SI\SO\SCLK接在LPC11C14的PIO2_0\PIO2_1\PIO2_2\PIO2_3\PIO3_3上。

說明LPC11C14主控芯片是通過SPI間接與ZigBee模塊通訊，所以我們只需要關注SC16IS752IPW芯片即可，

往該芯片發送數據，ZigBee自然也能收到數據。

數據流向：應用程序 <---讀寫寄存器---> M0的SPI控制器 <---SPI---> SC16IS752IPW <---串口---> ZigBee模塊

程序流程：

1、初始化LPC11C14的SSP1 的GPIO引腳，即 PIO2_0\PIO2_1\PIO2_2\PIO2_3

/* 初始化響應PIO引腳 ssp.c */

/* arg1：SSPI0或SSPI1  */

void SPI_IOConfig(uint8_t portNum)

{

if(portNum == 0)

{

/* 此處為通道0的代碼未貼出 */

}

else/* port number 1 */

{  // 主要設置 SSP1 使之能與 SC16IS752IPW 通信間接與 ZigBee 通信

LPC_SYSCON->PRESETCTRL |= (0x1<<2); // bit2=1 SSP1復位取消 bit2=0 復位SSP1

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<18);// 使能SSP1的時鐘

LPC_SYSCON->SSP1CLKDIV = 0x02;/* Divided by 2 設置 SSP1 時鐘分頻 48Mhz/2=24Mhz*/

LPC_IOCON->PIO2_2 &= ~0x07;/* SSP I/O config */

LPC_IOCON->PIO2_2 |= 0x02;/* SSP MISO 將PIO2_2設置為 SSP MISO 模式*/

LPC_IOCON->PIO2_3 &= ~0x07;

LPC_IOCON->PIO2_3 |= 0x02;/* SSP MOSI 將PIO2_3設置為 SSP MOSI 模式*/

LPC_IOCON->PIO2_1 &= ~0x07;

LPC_IOCON->PIO2_1 |= 0x02;/* SSP CLK  將PIO2_1設置為 SSP 時鐘 */

/* Enable AHB clock to the GPIO domain. */

LPC_SYSCON->SYSAHBCLKCTRL |= (1<<6); // 使能GPIO時鐘使之產生時鐘

LPC_IOCON->PIO2_0 &= ~0x07;/* SSP SSEL is a GPIO pin 設置PIO2_0 作為普通IO管腳功能 */

/* port2, bit 0 is set to GPIO output and high */

GPIOSetDir( PORT2, 0, 1 );   // 設置為輸出

GPIOSetValue( PORT2, 0, 1 ); // 輸出高電平暫時不使能該器件是片選引腳

}

}

2、初始化 SSP1 寄存器 ssp.c

/* arg1：SSPI0或SSPI1 arg2：傳送位數 arg3：時鐘分配 */

void SPI_Init(uint8_t portNum, uint8_t Bit, uint8_t EvenDiv)

{

uint8_ti, Dummy=Dummy;

if(portNum == 0)

{

/* 此處為通道0的代碼未貼出 */

}

else

{

LPC_SSP1->CR0 = 0x0700 | (Bit-1); // (Bit-1)=0b0111 8位傳輸串行時鐘速率、總線類型、數據長度

LPC_SSP1->CPSR = EvenDiv; // 時鐘預分頻寄存器設置為2分頻 -> 48Mhz/2=24Mhz

for ( i = 0; i < SSP_FIFOSIZE; i++ )

{

Dummy = LPC_SSP1->DR;/* clear the RxFIFO 數據寄存器，讀空則接受FIFO 寫滿則發送 FIFO */

}

NVIC_EnableIRQ( SSP1_IRQn );// 使能中斷

LPC_SSP1->CR1 = SSPCR1_SSE; // SSP1以正常模式與串行總線上的其它設備相互通信。

LPC_SSP1->IMSC = SSPIMSC_RORIM | SSPIMSC_RTIM; // 中斷觸發條件：接受上溢接受超時觸發中斷

}

3、SSP1讀寫 SC16IS752IPW 芯片

3.0：SC16IS752IPW 時序圖

寫寄存器時序圖：

讀寄存器時序圖

數據格式：

3.1：SSP1 讀寫寄存器

/* 操作*/

/* arg1：SSPI0或SSPI1 arg2：數據 */

uint16_t SPI_PutGet(uint8_t portNum, uint16_t SendData)

{

  if(portNum == 0)

  {

/* 此處為通道0的代碼未貼出 */

  }

  else

  {

/* Move on only if NOT busy and TX FIFO not full. */

// SSP1控制器不忙發送FIFO未滿、發送FIFO不為空就跳出循環

while((LPC_SSP1->SR & (SSPSR_TNF|SSPSR_BSY)) != SSPSR_TNF);

LPC_SSP1->DR = SendData;//寫入數據

/* Wait until the Busy bit is cleared. */

while(LPC_SSP1->SR & SSPSR_BSY); // 等待總線不忙

/* Wait until the Busy bit is cleared */

// 等到接受FIFO不為空后跳出循環

while((LPC_SSP1->SR & (SSPSR_BSY|SSPSR_RNE)) != SSPSR_RNE);

return LPC_SSP1->DR;// 將數據讀出

  }

}

3.2：寫寄存器時序流程（主要涉及 SCLK、MIOS）

1、片選選中 SC16IS752IPW

2、往SPI數據寄存器寫數據

2.1 MIOS 寫 SC16IS752IPW THR 寄存器地址

   寫位(1bit) + SC16IS752IPW THR 寄存器地址(4bit) + 通道選擇(2bit) + X

2.2 寫 8位數據

3、取消片選

  /* 往指定的 SC16IS752IPW 寄存器中寫數據 */

/* arg1：SSPI0或SSPI1    arg2：SC16IS752IPW 寄存器 arg3：寫入的數據*/

void SPI752_RegWrite(uint8_t Channel, uint8_t Reg, uint8_t Data)

{

  SPI_UART_CS(0);// 片選選中 SC16IS752IPW

  SPI_PutGet(1, SPI752_WRITE | (Reg<<3) | (Channel<<1));// 寫寄存器

  SPI_PutGet(1, Data);// 寫數據

  SPI_UART_CS(1);// 取消片選

}

3.3：讀寄存器時序（主要涉及 SCLK、MIOS、MOIS）

1、片選選中 SC16IS752IPW

2、往SPI數據寄存器寫數據

2.1 MIOS 寫 SC16IS752IPW RHR 寄存器地址

   讀位(1bit) + SC16IS752IPW RHR 寄存器地址(4bit) + 通道選擇(2bit) + X

2.2 MOSI 讀出 8位數據

3、取消片選

      /* 讀數據 */

/* arg1：SSPI0或SSPI1    arg2：SC16IS752IPW 寄存器 */

uint8_t SPI752_RegRead(uint8_t Channel, uint8_t Reg)

{

  uint8_trd;

  SPI_UART_CS(0);// 片選選中 SC16IS752IPW

  SPI_PutGet(1, SPI752_READ | (Reg<<3) | (Channel<<1)); // 寫寄存器地址

  rd = SPI_PutGet(1, 0);// 取出數據

  SPI_UART_CS(1);// 取消片選

  return rd;

}

4、通過SSP1 初始化 SC16IS752IPW

完成SSP1初始化后，就能通過SSP1與 SC16IS752IPW 通訊,，從而初始化該芯片

/*******************************************************************************

* Function Name : SPI752_Init

* Description : Set channel 0 & 1 baud rate. The range is 300-230400 Baud.

* The crystal input frequency is 14745600Hz.

*   The default value of prescaler after reset is divide-by-1.

* The format is: 8N1

* Input : - Channel : 0 & 1.

* - Baud : 300-230400 Baud.

* Output : None

* Return : None

* file ：ssp.c

*******************************************************************************/

/* arg1：SSPI0或SSPI1    arg2：波特率 */

void SPI752_Init(uint8_t Channel, uint32_t Baud)

{

uint16_trd;

// Disable sleep

// 設置數據通信的格式 1 0 1 1 1 1 11   奇葩的設置。。。

// 除數鎖存使能沒有TX間隔條件奇偶位強制為0 偶數格式奇偶位 1個停止位 8位

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_LCR_RW, 0xBF);

// 使能增強型功能

rd = SPI752_RegRead(Channel, SPI752_EFR_RW);

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_EFR_RW, rd | 0x10);

// 設置通信格式為 8位數據傳送   奇葩的設置

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_LCR_RW, 0x03);

// 使能RHR、THR中斷、使能接收器線狀態中斷、使能modem狀態寄存器中斷

rd = SPI752_RegRead(Channel, SPI752_IER_RW);

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_IER_RW, rd & (~0x10));

// DTR、RTS輸出有效、TCR\TLR使能、使能局部環回模式、使能Xon Any功能 1分頻奇葩why？

rd = SPI752_RegRead(Channel, SPI752_MCR_RW);

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_MCR_RW, rd & (~0x80));

// Set baud rate & 8N1 format

// 設置為 8位除數所存使能估計為設置波特率準備

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_LCR_RW, 0x83);

// 設置波特率

rd = (14745600/16) / Baud;

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_DLL_RW, rd); // 寫入除數最低字節

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_DLH_RW, rd>>8); // 寫入除數最高字節

// 8位又來設置通訊格式。。奇葩。。。

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_LCR_RW, 0x03);

SPI752_RegRead(Channel, SPI752_RHR_R);

// use port3_3 as input event, ZigBee interrupt.

// 設置為輸入模式

GPIOSetDir(PORT3, 3, 0);

// port3_3 interrupt. edge, single trigger, falling edges.

// 設置為中斷功能

GPIOSetInterrupt(PORT3, 3, 0, 0, 0);

// 使能該中斷當Zig有數據接受時，該中斷被觸發

GPIOIntEnable(PORT3, 3);

// Set SPI752 RXDx interrupt Enable.

//rd = SPI752_RegRead(1, SPI752_IER_RW);

//SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_IER_RW, rd | 0x01);

// 使能RHR中斷又設置了一次 RHR中斷還能再奇葩點嗎？

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_IER_RW, 0x01);

// 讀取中斷Why?

SPI752_RegRead(Channel, SPI752_RHR_R);

}

5、發送1字節數據（實現了發送1字節就可以發送多字節數據了）

/* 操作M0的SPI控制器 */

/* arg1：SSPI0或SSPI1 arg2：數據 */

uint16_t SPI_PutGet(uint8_t portNum, uint16_t SendData)

{

if(portNum == 0)

{

/* 此處為通道0的代碼未貼出 */

}

else

{

/* Move on only if NOT busy and TX FIFO not full. */

// SSP1控制器不忙發送FIFO未滿、發送FIFO不為空就跳出循環

while((LPC_SSP1->SR & (SSPSR_TNF|SSPSR_BSY)) != SSPSR_TNF);

LPC_SSP1->DR = SendData;//寫入數據

/* Wait until the Busy bit is cleared. */

while(LPC_SSP1->SR & SSPSR_BSY); // 等待總線不忙

/* Wait until the Busy bit is cleared */

// 等到接受FIFO不為空后跳出循環

while((LPC_SSP1->SR & (SSPSR_BSY|SSPSR_RNE)) != SSPSR_RNE);

return LPC_SSP1->DR;

}

}

/*******************************************************************************

* Function Name : SPI752_PutChar

* Description : Use SPI572 channel 0 & 1 send a byte.

* Input : - Channel : 0 & 1.

* - Ch : 8bit data.

* Output : None

* Return : None

* file ：spi_uart.c

*******************************************************************************/

/* arg1：SSPI0或SSPI1 arg2：8位數據 */

void SPI752_PutChar(uint8_t Channel, uint8_t Ch)

{

// 等待發送保存寄存器為空

while(!(SPI752_RegRead(Channel, SPI752_LSR_R)&0x20));

// 往發送保存寄存器寫入數據

SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_THR_W, Ch);

}

6、接受數據需要借助中斷

6.1：中斷讀取、保存數據

    /* 當PIO3 組引腳產生中斷時此中斷函數被執行 gpio.c */

void PIOINT3_IRQHandler(void)
{
  /* 此處為其他引腳需要的代碼未貼出*/

// 判斷是不是 PORT3_3 引腳產生的
if(GPIOIntStatus(PORT3, 3))
{
      ZigBee_IRQ_Process();         // 是則說明ZigBee觸發的
GPIOIntClear(PORT3, 3);     // 清中斷
}
return;
}

        /* ZigBee 中斷服務程序讀取數據  spi_uart.c  */

void ZigBee_IRQ_Process(void)
{
uint8_trd;

/* 此處為0通道的讀取數據的代碼未貼出*/

rd = SPI752_RegRead(1, SPI752_IIR_R);
rd &= 0x3f;
if(rd == 0x04)   // 判斷是否為RHR中斷是則讀取數據
{
// 讀取RHR寄存器值存入數組緩沖區
      SPI752_rbuf_1[SPI752_rbuf_1_ip] = SPI752_RegRead(1, SPI752_RHR_R);
      SPI752_rbuf_1_ip ++;
if(SPI752_rbuf_1_ip >= SPI752_RBUF_1_NUMB)
  SPI752_rbuf_1_ip = 0;
}
else
{
      rd = SPI752_RegRead(1, SPI752_RHR_R);   // 從接受保存寄存器讀空數據估計是清空該寄存器
}
}

6.2：應用程序讀取數據

/* 當程序讀取數據時，從緩沖區里取數據   spi_uart.c */

/* arg1：SSPI0或SSPI1    arg2：執行可寫的1字節的空間的指針*/

uint8_t SPI752_GetChar(uint8_t Channel, uint8_t *Ch)
{
/* 此處為0通道的讀取數據的代碼未貼出*/

// SPI752_rbuf_1_ip 是在中斷里面記錄的讀取的字節數
if(SPI752_rbuf_1_op != SPI752_rbuf_1_ip)
{
  *Ch = SPI752_rbuf_1[SPI752_rbuf_1_op];
  SPI752_rbuf_1_op ++;
  if(SPI752_rbuf_1_op >= SPI752_RBUF_1_NUMB)
   SPI752_rbuf_1_op = 0;
  return 1;
}
return 0;
}

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ZigBee模塊通信實現(電路介紹與程序分析)

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