CC2430的睡眠功能及唤醒方法

　　一、承上启下
   　　这一篇，我们来讨论一下CC2430的睡眠功能及唤醒方法。在实际运用中的CC2430节点一般是靠电池来供电，因此对其功耗的控制显得至关重要。
   　　下面是摘自CC2430中文手册对CC2430的4种功耗模式的介绍：
   
   　　查看原图（大图）
   　　从上表中可看出，CC2430共有4种电源模式：PM0（完全清醒），PM1（有点瞌睡）、PM2（半醒半睡）、PM3（睡的很死）。越靠后，被关闭的功能越多，功耗也越来越低。它们之间的转化关系如下：
    　　
   　　把 PM1、PM2 唤醒到PM0，有三种方式：复位、外部中断、睡眠定时器中断；但把 PM3 唤醒到 PM0，只有两种方式：复位、外部中断（这是因为在 PM3 下，所有振荡器均停止工作，睡眠定时器当然也熄火啦~）
   　　下面我们通过一个小实验，来介绍如何进入睡眠模式，以及如何唤醒到 PM0 状态。
   　　二、系统睡眠及中断唤醒实验
   　　（1）实验简介
   　　系统初始化，处于PM0
   　　→ 进入PM1
   　　→ 1s后被睡眠定时器唤醒为PM0
   　　→ 进入PM2
   　　→　2s后被睡眠定时器唤醒为PM0
   
   　　→ 进入PM3
   　　→ 等待按键S1按下，触发外部中断，被唤醒为PM0　
   　　（2）程序流程图
   
   　　查看原图（大图）
   　　（注：上图中的圆角框表示系统的运行状况）
   　　（3）实验源码及剖析（下面的框框是可以点的~）
   　　头文件及宏定义
   /*
   　　实验说明：中断唤醒睡眠实验，分别介绍三种睡眠模式下的唤醒
   */
   #include　
   #define　LED_ON　0
   #define　LED_OFF　1
   #define　led1　P1_0　　　　　
   #define　led2　P1_1　　　　　
   #define　led3　P1_2　　　　　
   #define　led4　P1_3　　
   　　子函数
   /*系统时钟初始化
   -------------------------------------------------------*/
   void　xtal_init(void)
   {
   　SLEEP　&=　~0x04;　　　　　　　//都上电
   　while(!(SLEEP　&　0x40));　　　//晶体振荡器开启且稳定
   　CLKCON　&=　~0x47;　　　　　//选择32MHz　晶体振荡器
   　SLEEP　|=　0x04;
   }
   /*LED初始化
   -------------------------------------------------------*/
   void　led_init(void)
   {
   　P1SEL　=　0x00;　　　　　//P1为普通　I/O　口
   　P1DIR　|=　0x0F;　　　　　//P1.0　P1.1　P1.2　P1.3　输出
   　led1　=　LED_OFF;　　　　　//关闭所有LED
   　led2　=　LED_OFF;
   　led3　=　LED_OFF;
   　led4　=　LED_OFF;
   }
   /*外部中断初始化
   -------------------------------------------------------*/
   void　io_init(void)
   {
   　　P0INP　&=　~0X02;　　//P0.1有上拉、下拉
   　　EA　=　1;　　　　　　//总中断允许
   　　IEN1　|=　0X20;　　//　P0IE　=　1，P0中断使能
   　　PICTL　|=　0X09;　　//P0.1允许中断，下降沿触发
   　　P0IFG　&=　~0x02;　　//P0.1中断标志清0
   }
   /*睡眠定时器中断初始化
   -------------------------------------------------------*/
   void　sleepTimer_init(void)
   {
   　STIF=0;　　//睡眠定时器中断标志清0
   　STIE=1;　　//开睡眠定时器中断
   　EA=1;　　　//开总中断
   }
   /*设置睡眠定时器的定时间隔
   -------------------------------------------------------*/
   void　setSleepTimer(unsigned　int　sec)
   {
   　unsigned　long　sleepTimer　=　0;
   　sleepTimer　|=　ST0;　　　　　　　　　　　//取得目前的睡眠定时器的计数值
   　sleepTimer　|=　(unsigned　long)ST1　&lt;<　8;
   　sleepTimer　|=　(unsigned　long)ST2　<<　16;
   　sleepTimer　+=　((unsigned　long)sec　*　(unsigned　long)32768);　　//加上所需要的定时时长
   　ST2　=　(unsigned　char)(sleepTimer　>>　16);　　//设置睡眠定时器的比较值
   　ST1　=　(unsigned　char)(sleepTimer　>>　8);　
   　ST0　=　(unsigned　char)sleepTimer;
   }
   /*选择电源模式
   -------------------------------------------------------*/
   void　PowerMode(unsigned　char　mode)
   {
   　if(mode<4)
   　{
   　　SLEEP　&=　0xfc;　　　　//将SLEEP.MODE清0
   　　SLEEP　|=　mode;　　　　//选择电源模式
   　　PCON　|=　0x01;　　　　//启用此电源模式
   　}
   }
   /*延时函数
   -------------------------------------------------------*/
   void　Delay(unsigned　int　n)
   {
   　unsigned　int　i,j;
   　for(i=0;i
   　　for(j=0;j<1000;j++);
   }
   
   主函数
   /*主函数
   -------------------------------------------------------*/
   void　main(void)
   {　
   　xtal_init();　　　　　
   　led_init();　　　　　
   　//PM0状态，亮灯并延时
   　led1　=　LED_ON;　　　　　//亮LED1，表示统在PM0模式工作
   　Delay(10);
   　//PM1状态，灭灯
   　setSleepTimer(1);　　　//设置睡眠定时器的定时间隔为1s
   　sleepTimer_init();　　　//开睡眠定时器中断
   　led1　=　LED_OFF;
   　PowerMode(1);　　　　　//设置电源模式为PM1
   　//1s后，由PM1进入PM0，亮灯并延时
   　led1　=　LED_ON;
   　Delay(50);
   　//PM2，灭灯
   　setSleepTimer(2);　　　//设置睡眠定时器的定时间隔为2s
   　led1　=　LED_OFF;
   　PowerMode(2);　　　　　//设置电源模式为PM2
   　//2s后，由PM2进入PM0，亮灯并延时
   　led1=0;
   　Delay(50);　
   　//PM3，灭灯　
   　io_init();　　　　　　　//初始化外部中断
   　led1　=　LED_OFF;
   　PowerMode(3);　　　　　//设置电源模式为PM3
   　//当外部中断发生时，由PM3进入PM0，亮灯
   　led1　=　LED_ON;
   　while(1);
   }
   　　中断服务程序
   /*外部中断服务程序
   -------------------------------------------------------*/
   #pragma　vector　=　P0INT_VECTOR
   __interrupt　void　P0_ISR(void)
   {
   　EA　=　0;　　　　　　　　　　　　　//关中断
   　Delay(50);
   　if((P0IFG　&　0x02　)　>0　)　　　　　//按键中断
   　{
   　　P0IFG　&=　~0x02;　　　　　　　　//P0.1中断标志清0
   　}
   　P0IF　=　0;　　　　　　　　　　　　//P0中断标志清0
   　EA　=　1;　　　　　　　　　　　　　//开中断
   }
   /*睡眠定时器中断服务程序
   -------------------------------------------------------*/
   #pragma　vector=　ST_VECTOR
   __interrupt　void　sleepTimer_IRQ(void)
   {
   　EA=0;　　　//关中断
   　STIF=0;　　//睡眠定时器中断标志清0
   　EA=1;　　　//开中断
   }
   
   　　关于如何使用睡眠定时器来唤醒系统，可以总结为如下流程：开睡眠定时器中断 → 设置睡眠定时器的定时间隔 → 设置电源模式
   　　（注：“设置睡眠定时器的定时间隔”这一步一定要在“设置电源模式”之前，因为进入睡眠后系统就不会继续执行程序了）
   　　接下来，我们重点关注一下设置睡眠定时器定时间隔的子函数：setSleepTimer
   　　首先对睡眠定时器简单的介绍一下：它是运行于32.768kHz的24位定时器，当系统运行在除了PM3之外的所有的电源模式下，睡眠定时器都会不间断运行。
   　　睡眠定时器使用的寄存器有：ST0，ST1，ST2。下面是摘自CC2430中文手册对其功能的详细介绍：
   
   　　查看原图（大图）
   
   　　查看原图（大图）
   
   　　查看原图（大图）
   
   　　可以看出，它们的功能包括两方面：读，写。
   　　读：用于读取当前定时器的计数值，读的顺序必须遵循：读ST0 → 读ST1 → 读ST2
   　　写：用于设置定时器的比较值（当定时器的计数值=比较值时，产生中断），写的顺序必须遵循：写ST2 → 写ST1 → 写ST0
   　　OK，接下来我们结合源码来讲解：
   　　（1）首先，定义一个unsigned long型变量（32位）sleepTimer，用于接收睡眠定时器的当前计数值：
   　unsigned　long　sleepTimer　=　0;
   　sleepTimer　|=　ST0;　　　　　　　　　　　//取得目前的睡眠定时器的计数值
   　sleepTimer　|=　(unsigned　long)ST1　<<　8;
   　sleepTimer　|=　(unsigned　long)ST2　<<　16;
   　　（2）然后加上所需要的定时间隔：
   　sleepTimer　+=　((unsigned　long)sec　*　(unsigned　long)32768);　　//加上所需要的定时时长
   　　此处需要稍微解释一下：
   　　为什么1s就代表着32768？因为定时器是工作在32.768kHz之下，所以定时器每加1，需耗时1/32768 s；加32768，就需要1s；
   　　（3）最后将sleepTimer的值作为定时器的比较值：
   　ST2　=　(unsigned　char)(sleepTimer　>>　16);　　//设置睡眠定时器的比较值
   　ST1　=　(unsigned　char)(sleepTimer　>>　8);　
   　ST0　=　(unsigned　char)sleepTimer;
   　　这样，就可成功设置定时器的定时周期啦~
   　　（注：至于源码的其他部分，相信结合着详细的注释，大家可以轻松看懂，在此不作赘述）
   　　（4）实验结果
   　　运行程序，观察LED1，现象为：LED1闪烁(即亮->灭1次)，1s后再次闪烁，2s后再次闪烁，然后保持熄灭状态，然后按下S1，LED1亮。
   
   　　实验现象和预期完全吻合，Over~
   　　三、结语
   　　吁~ 抽出2天的课余时间，终于搞定了这篇日志。真的发现写博，特别是写一篇“读者友好”的博文，的确是一项体力活：严谨性、美观性、逻辑性...都是要考虑的事儿。
   　　每次贴代码都嫌太长，但又不太愿意使用博客园自带的折叠工具。因此在本篇博文中，笔者试探性的加入了一些JQuery元素，实现了代码的平滑折叠，还是有小小的成就感嘀，呵呵（JQuery菜鸟，高手勿笑~）。但当局者迷，我并不知这样做是否真正增强了文章的可读性，欢迎读者朋友作出评论 :)
   　　这一个月，笔者真正决定在博客园扎下根来，于是花费了大量的课余时间在博文的写作上。初次写博，虽然评论很少，但大部分日志都有500以上的点击率，也算是对我的小小的鼓励！在博客园发表关于单片机的内容，的确需要勇气，不过我会坚持写下去的~
   　　从开始到现在的九篇博文，重点是CC2430芯片上的基本硬件模块的运用。到此为止，我们基本上把CC2430上的大部分外设都过了一遍，但是还有比如Flash存取、随机数发生器、AES协处理器、射频通信等，还没涉及到。不过Zigbee之旅并未结束，笔者打算在下一个主题（Z-Stack 协议的实现）中，再来有选择性的把这些遗漏之处补齐。
   　　下一篇博文，笔者打算以一个稍带综合性与扩展性的小实验--“温度监测系统”来结束Zigbee的首次旅行，讲解一下如何去综合运用前面学到的知识点。
   　　其实根本没有资格称“讲解”，作为一个初学者，笔者只希望在写博的过程中与读者互勉，共同进步！

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