蓝牙数据采集模块-00-Sensor Controller 功能介绍

Posted 2020-07-27 vacajk

一、

CC2650芯片内部的结构框图如图，内部包含：

一个Cortex-M3主控制器，用来做整个芯片的功能与任务实现

一个Cortex-M0射频控制器，用来驱动RF相关电路

一个Sensor Controller，可以用来在主控制器睡眠时实现传感器数据的采集，以降低系统整体功耗。

由图中我们可以看到，Sensor Controller可以直接控制的模块包括：

1.模拟量采集，2.比较器，3.SPI和I2C接口，4.恒流源，5.定时器，6.2KB SRAM

不仅如此，Sensor Controller还能够访问主控制器的一些外设：

1.UART串口，2.GPIO,

总的来说，CC2650STK中使用到的CC2650RGZ芯片，可以通过Sensor Controller去控制整个芯片当中的16个引脚，其中有8个引脚可以用作模拟量采集。

二、

虽说这个Sensor Controller看起来很厉害，但是用它开发起来还是有一些麻烦的。

1.需要使用专用的开发软件Sensor Controller Studio去进行程序开发；

2.功能调试完毕后需要将软件生成的驱动接口加入CC2650的CCS工程当中；

3.需要协调两者如何去进行数据交互，让主控制器去轮询或者传感器控制器去触发中断。

不管这些了，先看一看Sensor Controller Studio这个软件吧。软件的界面如下。

把右边的Start Page成为导航窗口吧，其中包括了四个项目，

1.工程：建立新工程，打开现有工程，最近的工程目录

2.例程：主要包括了SmartRF06EB和我用到的SensorTag两个板子的例子

3.工具的相关文档目录4.在线文档和资源

因为有现成的例子，咱们直接打开SensorTag的I2C Light Sensor这个例子来介绍这个软件的使用。

双击I2C Light Sensor这个例程，会弹出下面一个窗口

凡是后面带有...按钮的都是可以修改的选项，

第一个是选择一个目录保存该工程，

再下来有一个TI-RTOS releas的选项，因为我之后在CCS中要用2.13进行开发，这里也就选了2.13，

对应的，下面在Overrides中有很多选项，都选择tirtos_simplelink_2_13_00_06版本和xdctools_3_31_01_33_core，至于选别的会不会影响最后的程序调用，我也不清楚，第一次还是不要乱搞了的好

点击OK，直接跳转到了这个工程的配置目录，下图。所有的保持默认即可。

在最下边有一栏叫做Sensor Controller Tasks，可以用来在这个工程中创建新的任务。毕竟这个还是个带操作系统的协处理器，就是高端，还能配置任务。

在左边点击“-”号旁边的目录（这个就是咱们这个工程的第一个Task），可以看到下面的界面。在这个界面当中可以配置该工程使用到的模块，需要哪个，点勾就可以了。其中一些模块还能进行参数配置，这个需要自己慢慢琢磨研究了。当选了一个模块后，这个模块对应的一些宏定义，驱动函数接口，就会自动加入到工程中去了。

在左侧窗口中再往下看，可以看到这个任务重包含了四部分的代码，软件直接定义好了。有初始化代码，执行代码，事件处理代码，结束代码。故名思意，它们的名称就是它们要做的事情。这里就不详细的说了。

直接看Execution Code 和 Event Handler Code的代码。

Execution Code：

 1 // Configure and start the next measurement
 2 i2cStart();
 3 i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR);
 4 i2cTx(ALS_REG_CFG);
 5 i2cTx(ALS_CFG_ONE_SHOT >> 8);
 6 i2cTx(ALS_CFG_ONE_SHOT >> 0);
 7 i2cStop();
 8 
 9 // Read the result after 100 milliseconds + a 20% margin
10 evhSetupTimerTrigger(0, 120, 2);
11 
12 // Schedule the next execution
13 fwScheduleTask(1);

View Code

Event Handler Code:

 1 // If a measurement was successfully started during the last execution ...
 2 if (state.i2cStatus == 0x0000) {
 3     
 4     // Select the result register
 5     i2cStart();
 6     i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR);
 7     i2cTx(ALS_REG_RESULT);
 8     
 9     // If successful ...
10     if (state.i2cStatus == 0x0000) {
11         U16 resultRegH;
12         U16 resultRegL;
13         
14         // Read the result
15         i2cRepeatedStart();
16         i2cTx(I2C_OP_READ | ALS_I2C_ADDR);
17         i2cRxAck(resultRegH);
18         i2cRxNack(resultRegL);
19         i2cStop();
20         
21         // Convert the result (4-bit exponent + 12-bit mantissa) into 16-bit fixed-point
22         U16 exp = resultRegH >> 4;
23         U16 mant = (resultRegH << 12) | (resultRegL << 4);
24         // The exponent is in range 0 to 11
25         U16 value = mant >> (11 - exp);
26         output.value = value;
27         
28         // Notify the application with the result is below the low threshold or above the high threshold
29         if (value < cfg.lowThreshold) {
30             fwGenAlertInterrupt();
31         }
32         if (value > cfg.highThreshold) {
33             fwGenAlertInterrupt();
34         }
35         
36     } else {
37         i2cStop();
38     }
39 }

View Code

 

仔细琢磨一下吧，也不复杂。主要功能就是读取SensorTag上面的光照传感器的数据，并进行上下阈值比较，超出范围后会触发一个中断信号到主控制器（这个之后再讨论）。

在这个代码当中，像i2c的驱动函数，任务、事件处理函数，中断触发函数都是在前面说到的选择功能模块后自动增加进来的。在程序中直接进行调用，不用进行声明、包含之类的操作。

再往下点到I/O Mapping，可以进行功能引脚的配置。在这个工程中我们只使用到了I2C模块，所以直接配置SDA和SCL两个引脚即可。通过鼠标点击对应的引脚框就能够完成I/O管脚配置。

下面接着是Code Generator，就当他是用来编译的吧。它实际将机器代码最后放到了C文件内的一个数组当中，在主控制器程序中，会将该部分代码编译到特定的地址空间，实现Sensor Controller的程序运行。（具体还不太明白，有错误的话再来修改这里）

点击右边下边的Generate driver source code，没有错误的话就能够封装这个工程的代码，并生成CCS中相关的驱动程序。在中间我们还能看到这个工程使用资源的情况。

最后就是仿真先关的了，Task Testing。

除了上图中的调试流程（simplified workflow）外，还有一种（low-level workflow），如下图。根据实际需要选择即可。

最后，我们连接板子，并按运行按钮，即可看到Sensor Controller采集到的光照强度信号，并能够用曲线显示。

这样，我们有关于Sensor Controller的基本功能都已经了解了。一些具体的功能，需要在实际使用中去体会了。现在我所知道的一些情况有，它的类C语言语法功能不全，变量类只有16位有符号、16位无符号、1位比特类型，多个任务不能调用同一个外设模块。

后面，我的预想是把所有的传感器模块在Sensor Controller中实现读写，并封装驱动。不知道空间会不会占满不够用。