单片机技术与应用电子教案 2.CC2530片内温度测量

课时教案课程：单片机技术与应用-基于CC2530的ZigBee技术开发与应用课题CC2530片内温度测量课时4教学目标知识：1.掌握ADC的转换过程2.掌握CC2530ADC模块主要特征3.掌握ADC相关寄存器及其设置4.掌握ADC中的相关概念技能：1.会分析ADC工作原理及转换过程2.会设置ADC相关寄存器素质：1.具备严谨的学风，形成扎实、优化的知识结构和技能结构。2.具备自主学习能力、团队协作意识。重点ADC相关寄存器及其设置难点CC2530ADC模块分析教法小组合作问题探究学法自主探究教具试验多媒体、PPT课件教学过程问题设计及知识点师生互动设计（问题与任务）CC2530片内温度测量【任务描述】测量ZigBee模块上CC2530片内温度传感器数值，将ZigBee实训模块和温度/光照传感器模块都固定在NEWLab平台上，用导线把ZigBee模块上ADC0和温度传感器模块上的电位器分压端（J10）连接起来。由电路限制，J10端电压范围0.275～3.025V。要求ADC采用单端输入方式，选择内部参考电压，12位分辨率。测量值通过串口发送到PC端，串口波特率设置为19200。【任务分析】1.知识分析测量CC2530片内温度，必须理解ADC的工作原理及CC2530中ADC模块的工作原理及其相关寄存器的设置。2.设备分析实训任务选择ZigBee实训模块，要求将ZIgBee模块JP2拨至左侧，即J9。明确CC2530单片机ADC模块的工作过程。3.技能分析测量CC2530片内温度，必须会运用IAR软件进行编程，并能够编译、链接、调试程序；会利用CCDebugger仿真下载器，将仿真器的下载线连接到ZigBee实训模块与电脑，通过串口调试器进行仿真演示。【知识储备】一、电信号二、ADC工作原理三、CC2530的ADC模块四、ADC相关寄存器五、ADC模块的信号输入六、ADC中的相关概念七、初始化ADC初始化ADC的基本过程：1.配置APCFG寄存器1）当使用ADC时，端口0的引脚必须配置为ADC模拟输入。2）要配置一个端口0引脚为一个ADC输入，APCFG寄存器中相应的位必须设置为1。这个寄存器的默认值是0，选择端口0为非模拟输入，即作为数字I/O端口。3）注意：APCFG寄存器的设置将覆盖P0SEL的设置。4）APCFG模拟I/O配置寄存器：2.配置ADCCON3寄存器单通道的ADC转换，只需要将控制字写入ADCCON3寄存器即可。ADC初始化程序如下voidinitial_ADC(){APCFG|=0X01;//设置P0_0端口为模拟端口P0SEL|=0X01;//设置P0_0端口为外设功能P0DIR&=~0X01;//设置P0_0端口为输入方向ADCCON3=0xB0;//13位分辨率（512抽取率）avdd5:3.3V，通道0，启动AD转化//ADCCON3=0xA0;//11位分辨率（256抽取率）avdd5:3.3V，通道0，启动AD转化//ADCCON3=0x90;//9位分辨率（128抽取率）avdd5:3.3V，通道0，启动AD转化//ADCCON3=0x80;//7位分辨率（64抽取率）avdd5:3.3V，通道0，启动AD转化}【任务指导】1.搭建开发环境1）新建工作区，工作区名为：work5_1。2）新建工程，工程名为：project5_1。3）新建源程序文件，命名为test5_1.c。4）将test5_1.c文件添加到project5_1工程中。5）按键CTRL+S保存工作区。6）配置工程选项，“Project”->“Options”->“GeneralOptions”，“Device”->“TexasInstruments”->“CC2530F256”。7）配置linker,勾选Overridedefault8）配置Debugger，“Debugger”->“Setup”->“Driver”->“TexasInstruments”。2.在编辑窗口设计程序（1）准备工作引入CC2530必要的头文件“iocc2530.h”，定义相关变量等。#include<iocc2530.h>charname[]="测试CC2530片内温度!\n";chardata[20];（2）设计延时函数任务中通过串口发送片内温度测量值时，需要每隔一段时间发送一次，因此在程序设计中引入延时函数。voiddelay(unsignedinti){unsignedintj,k;for(k=0;k<i;k++){for(j=0;j<500;j++);}}（3）设计串口初始化函数及串口发送函数voidinitial_usart(){CLKCONCMD&=~0X7F;//晶振设置为32MHzwhile(CLKCONSTA&0X40);//等待晶振稳定CLKCONCMD&=~0X47;//设置系统主时钟频率为32MHzPERCFG=0X00;//usart0使用备用位置1TX-P0_3RX-P0_2P0SEL|=0X3C;//P0_2P0_3P0_4P0_5用于外设功能P2DIR&=~0xC0;//P0优先作为UART方式U0CSR|=0XC0;//uart模式允许接收U0GCR=9;U0BAUD=59;//波特率设为19200URX0IF=0;//uart0tx中断标志位清零}voiduart_tx_string(char*data_tx,intlen){unsignedintj;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF=*data_tx++;while(UTX0IF==0);UTX0IF=0;}}（4）设计片内温度采样函数floatgetTemperature(void){signedshortintvalue;ADCCON3=0x3E;//选择内部参考电压；12位分辨率；对片内温度传感器采样ADCCON1|=0x30;//选择ADC的启动模式为手动ADCCON1|=0x40;//启动AD转化while(!(ADCCON1&0x80));//等待ADC转化结束value=ADCL>>2;value|=((int)ADCH<<6);//8位转为16位，后补6个0，得最终转化结果，存入value中if(value<0)value=0;//若value<0，就认为它为0returnvalue*0.06229-348.2;//根据公式计算出温度值}（5）设计主函数voidmain(void){unsignedchari;floatavgTemp;initial_usart();//调用UART初始化函数uart_tx_string(name,sizeof(name));//发送串口数据TR0=0X01;//连接温度传感器到SOC_ADCATEST=0X01;//使能温度传感器while(1){avgTemp=getTemperature();for(i=0;i<64;i++)//连续采样64次，并计算出平均值{avgTemp+=getTemperature();avgTemp=avgTemp/64;}data[0]=(unsignedchar)(avgTemp)/10+0x30;//十位data[1]=(unsignedchar)(avgTemp)%10+0x30;//个位data[2]='.';//小数点data[3]=(unsignedchar)(avgTemp*10)%10+0x30;//十分位data[4]=(unsignedchar)(avgTemp*100)%10+0x30;//百分位uart_tx_string(data,5);uart_tx_string("℃\n",3);//在PC上显示温度值和℃符号delay(10000);//延时}}3.编译、分析、调试程序编译、下载程序。编译无错后，将CCDebugger与ZigBee模块相连，并分别连接到电脑，下载程序。打开串口调试器，在串口上可看到，每隔一定时间，显示一次温度值。教师引导学生分析任务学生复习巩固所学知识小组合作探究教师指导教师引导学生设计ADC初始化函数学生依据任务要求搭建开发环境学生编写程序：引入头文件，定义相关变量编写延时函数教师评价小组合作依据前面所学设计串口的初始化函数及串口发送数据函数教师引导学生理解片内温度采样函数的设计思路教师引导学生学习设计主函数学生动手操作，实现程序功能新知应用ADC采用单端输