基于zigbee CC2530的照度计的设计心得

　　本项目是一个基于zigbee CC2530的照度计，传感器使用的是TI的OPT3001，开发环境是IAR Embedded Workbench。关于IAR开发环境的搭建可参考《Zigbee开发平台的构建》及《IAR集成开发环境入门》。
　　这里采用的是普通IO口模拟实现I2C通信，其中ZigBee-CC2530开发板作为主设备，OPT3001模块作为从设备。
　　对于I2C总线，这里就不多阐述了，有兴趣的可点击《I2C总线协议学习笔记》。
　　OPT3001模块硬件连接如下图所示：
　　
　　一般的，OPT3001传感器实现I2C通信流程如下：
　　OPT3001通过两个引脚连接到总线：SCL时钟输入引脚和SDA开漏双向数据引脚。总线必须由主设备控制，主设备生成串行时钟（SCL），控制总线访问，并生成启动和停止条件。为了寻址特定器件，主器件通过在SCL为高电平时将数据信号线（SDA）从高逻辑电平拉至低逻辑电平来启动启动条件。总线上的所有从器件都在SCL上升沿的从器件地址字节中移位，最后一位指示是否需要读取或写入操作。在第9个时钟脉冲期间，被寻址的从机通过拉低SDA产生应答位来响应主机。
　　然后启动数据传输并发送8位数据，然后发送应答位。在数据传输期间，SDA必须保持稳定，同时SCL为高电平。当SCL为高电平时，SDA的任何变化都被解释为启动或停止条件。当所有数据都被传输时，主机产生停止条件，通过在SCL为高电平时将SDA从低电平拉至高电平来指示。
　　
　　I2C写操作时序图
　　
　　I2C读操作时序图
　　如上图所示，数据传送时，1个字节8位数据，后面跟一个应答位。所以，一桢有9位。
　　SCL是时钟，SDA承载的是数据。当SDA从1变动到0，而SCL还是1时，表示开始数据传输。接下来的7位，就是设备的地址。紧接着的是读写标志，其为1时是读取，为0则是写。如果I2C总线上存在着和请求的地址相对应的设备，则从设备会发送一个ACK信号通知主设备，可以发送数据了。接到ACK信号后，主设备则发送一个8位的数据。当传输完毕之后，SCL保持为1，SDA从0变换到1时，标明传输结束。
　　从这个时序图中可以看到，SCL很重要，并且哪个时钟沿是干嘛的，都是确定好的。比如，前面7个必定是地址，第8个是读写标志，数据传输必须是8位，必须接个ACK信号等等。

　　调试心得
　　使用的是普通IO口模拟I2C总线实现，调试程序的过程中出现了一些问题，在进过修改和改正之后总结了以下需要注意的几点：
　　1、为了防止总线被占用，在I2C操作之前，加入I2C总线状态检测，释放总线。待总线释放后，再进行操作。要保证I2C操作最小单元的完整性，不被其他事件（中断、高优先级线程，等）打断。
　　
　　2、在应答信号和接收字节读数据的时候，一定要将SDA数据线配置为输入：OPT3001IIC_SDA0_I，主机等待从机发送的应答信号。
　　
　　3、读数据的时候，slave每发送完八个数据位，如果继续读取下一个字节，主机应该回答“ACK”，当从机收到“ACK”时提示从设备准备下一个数据，如果主机不继续读取更多字节，那么主机应该回答“NACK”以提示从设备准备接受stop信号。
　　
　　4、写数据时，写入的是从设备的子地址，不能和从设备的地址混淆。关于这点，可参考《opt3001环境光传感器调试记录：如何确定器件在IIC总线中的从地址》。
　　完整的程序会附在下篇结果分析中，欢迎下载。