物联与传感教程 7

任务4.1打印环境日志的设计与实现引入绿色智慧校园环境检测系统采用串口打印环境日志的作用十分重要。首先，串口打印能够实时记录和输出环境数据，如温度、湿度和空气质量等，确保管理人员能够及时获取校园内的环境变化信息。这种实时性有助于快速响应潜在的环境问题，保障师生的健康与安全。其次，环境日志的记录为数据分析和后续决策提供了基础，管理者可以通过对历史数据的回溯，识别环境变化的趋势，进而制定相应的改善措施。此外，串口打印的简便性使得系统的维护和调试变得更加高效，便于技术人员进行故障排查和性能优化。本项目采用CC2530串口打印校园环境数据。

目录第一章节

串口01串口基本概念02串口通信协议03串口接口标准第二章节

任务设计与实现01CC2530串口功能02CC2530串口收发数据03CC2530串口寄存器第一章节

串口01串口基本概念02串口通信协议03串口接口标准知识点01串口基本概念第一章节

串口通信的概念：两个设备之间的数据交换。串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(SerialInterface)是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。串口基本概念第一章节

串口知识点02串口通信协议第一章节

串口微控制器与外设之间的数据通信，根据连线结构和传送方式的不同，可以分为两种：并行通信和串行通信。并行通信：指数据的各位同时发送或接收，每个数据位使用单独的一条导线。传输速度快、效率高，但需要的数据线较多，成本高。

串行通信：指数据一位接一位地顺序发送或接收。需要的数据线少，成本低，但传输速度慢，效率低。串口通信协议第一章节

串口串行数据通信的方向性结构有三种：单工、半双工、全双工串口通信协议第一章节

串口串口通信（SerialCommunications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成，分别是地线、发送、接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。串口通信协议第一章节

串口串口通信参数：串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。串口通信协议一帧数据的结束标志，通常为高电平。在串口通信中一种简单的检错方式。数据传输的速率，单位bps（位/秒）。数据传输中有效数据的位数，通常为5~8位。波特率数据位停止位奇偶校验位第一章节

串口知识点03串口接口标准第一章节

串口

计算机的串行通信接口是RS-232的标准接口，而CC2530单片机的UART接口则是TTL电平，两者的电气规范不一致，所以要完成两者之间的数据通信，就需要借助接口芯片在两者之间进行电平转换，常用的有MAX232和CH340芯片。先认识两种电平：TTL电平和RS232电平。TTL电平：

逻辑0——小于0.8V

逻辑1——大于2.4VRS232电平：

逻辑0——5~15V

逻辑1——-5~-15V串口接口标准UART口与计算机的COM口连接串口的电气标准和硬件连接第一章节

串口传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座（DB25），后来使用简化为9芯D型插座（DB9），现在应用中25芯插头座已很少采用。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。串口接口标准RS232：RS-232RS-232也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口。第一章节

串口本章节回顾串口基本概念串口基本概念串口通信协议串行传输和并行传输单工、半双工、全双工串口通信协议串口通信参数串口接口标准串口的电气标准和硬件连接RS232介绍第一章节

串口第二章节

任务设计与实现01CC2530串口功能02CC2530串口收发数据03CC2530串口寄存器知识点01CC2530串口功能第二章节

任务设计与实现UART模式提供异步串行接口。在UART模式中，接口使用2线或者含有引脚RXD、TXD、可选RTS和CTS的4线。UART模式的操作具有下列特点：CC2530串口功能018位或者9位负载数据02奇校验、偶校验或者无奇偶校验03配置起始位和停止位电平04配置LSB或者MSB首先传送05独立收发中断06独立收发DMA触发07奇偶校验和帧校验出错状态第二章节

任务设计与实现UART模式提供全双工传送，接收器中的位同步不影响发送功能。传送一个UART字节包含1个起始位、8个数据位、1个作为可选项的第9位数据或者奇偶校验位再加上1个或2个停止位。注意，虽然真实的数据包含8位或者9位，但是，数据传送只涉及一个字节。UART操作由USART控制和状态寄存器UxCSR以及UART控制寄存器UxUCR来控制。这里的x是USART的编号，其数值为0或者1。当UxCSR.MODE设置为1时，就选择了UART模式。CC2530串口功能第二章节

任务设计与实现知识点02CC2530串口收发数据第二章节

任务设计与实现当USART收/发数据缓冲器、寄存器UxBUF写入数据时，该字节发送到输出引脚TXDx。UxBUF寄存器是双缓冲的。当字节传送开始时，UxCSR.ACTIVE位变为高电平，而当字节传送结束时为低。当传送结束时，UxCSR.TX_BYTE位设置为1。当USART收/发数据缓冲寄存器就绪，准备接收新的发送数据时，就产生了一个中断请求。该中断在传送开始之后立刻发生，因此，当字节正在发送时，新的字节能够装入数据缓冲器。1.UART发送CC2530收发数据第二章节

任务设计与实现2.UART接收当1写入UxCSR.RE位时，在UART上数据接收就开始了。然后UART会在输入引脚RXDx中寻找有效起始位，并且设置UxCSR.ACTIVE位为1。当检测出有效起始位时，收到的字节就传入到接收寄存器，UxCSR.RX_BYTE位设置为1。该操作完成时，产生接收中断。同时UxCSR.ACTIVE变为低电平。CC2530收发数据第二章节

任务设计与实现当运行在UART模式时，内部的波特率发生器设置UART波特率。当运行在SPI模式时，内部的波特率发生器设置SPI主时钟频率。由寄存器UxBAUD.BAUD_M[7：0]和UxGCR.BAUD_E[4：0]定义波特率。该波特率用于UART传送，也用于SPI传送的串行时钟速率。波特率由下式给出：式中：f是系统时钟频率，等于16MHzRCOSC或者32MHzXOSC。标准波特率所需的寄存器值如表8-1所列。该表适用于典型的32MHz系统时钟。真实波特率与标准波特率之间的误差，用百分数表示。当BAUD_E等于16且BAUD_M等于0时，UART模式的最大波特率是f/16且f是系统时钟频率。CC2530收发数据第二章节

任务设计与实现知识点03CC2530串口寄存器第二章节

任务设计与实现CC2530串口寄存器C2530有两个串行通信接口USART0和USART1，它们能够分别运行于异步UART模式或者同步SPI模式。CC2530串口寄存器对每个USART串口通信编程，本质是设置相关的5个寄存器：<1>

UxCSR：

USARTx的控制和状态寄存器。<2>

UxUCR：

USARTx的UART控制寄存器。<3>

UxGCR：

USARTx的通用控制寄存器。<4>

UxDBUF：USARTx的接收/发送数据缓冲寄存器。<5>

UxBAUD：USARTx的波特率控制寄存器。第二章节

任务设计与实现位名称复位R/W描述7MODE0R/WUSART模式选择0：

SPI模式1：

UART模式6RE0R/WUART接收器使能。注意在UART完全配置之前不使能接收。

0：

禁用接收器1：

接收器使能5SLAVE0R/WSPI主或者从模式选择0：

SPI主模式1：

SPI从模式4FE0R/W0UART帧错误状态0：

无帧错误检测1：

字节收到不正确停止位级别3ERR0R/W0UART奇偶错误状态0：

无奇偶错误检测1：

字节收到奇偶错误2RX_BYTE0R/W0接收字节状态。

URAT模式和SPI从模式。当读U0DBUF该位

自动清除，

通过写0清除它，

这样有效丢弃U0DBUF中的数据。0：

没

有

收

到

字

节1：

准备好

接

收

字节1TX_BYTE0R/W0传送字节状态。

URAT模式和SPI主模式0字节没有被传送1写到数据缓存寄存器的最后字节被传送0ACTIVE0RUSART传送/接收主动状态、在SPI从模式下该位等于从模式

选择。0：

USART空闲1：

在传送或者接收模式USART忙碌UxCSR寄存器CC2530串口寄存器第二章节

任务设计与实现位名称复位R/W描述7FLUSH0R0/W1清除单元。当设置时，该事件将会立即停止当前操作并且返回单元的空闲状态。6FLOW0R/WUART硬件流使能。

用RTS和CTS引脚选择硬件流控制的使用。0：

流控制禁止1：

流控制使能5D90R/WUART奇偶校验位。

当使能奇偶校验，写入D9的值决定发送的第9位的值，如果收

到的第9位不匹配收到字节的奇偶校验，接收时报告ERR。0：

奇校验1：

偶校验4BIT90R/WUART

9位数据使能。当该位是1时,使能奇偶校验位传输（即第9位）

。如果通过PARITY使能奇偶校验，第9位的内容是通过D9给出的。0：

8位传送1：

9位传送3PARITY0R/WUART奇偶校验使能。除了为奇偶校验设置该位用于计算，必须使能9位模式。

0：

禁用奇偶校验1：

奇偶校验使能2SPB0R/WUART停止位的位数。选择要传送的停止位的位数0：

1位停止位1：

2位停止位1STOP1R/WUART停止位的电平必须不同于开始位的电平0：

停止位低电平1：

停止位高电平0START0R/WUART起始位电平。闲置线的极性采用选择的起始位级别的电平的相反的电平。

0：

起始位低电平1：

起始位高电平CC2530串口寄存器UxUCR寄存器第二章节

任务设计与实现位名称复位R/W描述7CPOL0R/WSPI

的时钟极性0：

负时钟极性1：

正时钟极性6CPHA0R/WSPI

时钟相位0：当

SCK从

CPOL倒置到

CPOL

时数据输出到MOSI,并且当

SCK从

CPOL倒置到

CPOL

时数据输入抽样到

MISO。1：当

SCK从

CPOL倒置到

CPOL

时数据输出到

MOSI，并且当SCK从

CPOL倒置到

CPOL

时数据输入抽样到

MISO。5ORDER0R/W传送位顺序0：LSB

先传送1：MSB

先传送4:0BAUD_E[4:0]0

0000R/W波特率指数值。

BAUD_E和

BAUD_M

决定了

UART

波特率和

SPI

的主

SCK

时钟频率。CC2530串口寄存器UxGCR寄存器第二章节

任务设计与实现位名称复位R/W描述7:0DATA[7:0]0x00R/WUSART接收和传送数据。当写这个寄存器的时候数据被写到内部，传送数据寄存