ZigBee技術(shù)及應(yīng)用

第1章  ZigBee技術(shù)概述
1.1 引言1
1.2 無線組網(wǎng)通信2
1.3 幾種近距離無線通信技術(shù)3
1.4 ZigBee是什么5
1.5 ZigBee能干什么6
1.6 ZigBee的主要特性7
1.7 ZigBee產(chǎn)品示例9
1.8 ZigBee基礎(chǔ)10
1.8.1 低速無線個(gè)域網(wǎng)LRWPAN的特點(diǎn)10
1.8.2 ZigBee中的設(shè)備11
1.8.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?1
1.8.4 ZigBee協(xié)議架構(gòu)13
1.8.5 服務(wù)原語14
第2章  IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)
2.1 物理層規(guī)范15
2.1.1 物理層概述15
2.1.2 物理層服務(wù)規(guī)范15
2.1.3 物理層數(shù)據(jù)格式19
2.1.4 物理層的常量和屬性19
2.1.5 2.4 GHz頻段的物理層技術(shù)20
2.1.6 868/915 MHz頻段的物理層技術(shù)21
2.1.7 通用射頻規(guī)范22
2.2 MAC層規(guī)范22
2.2.1 MAC層服務(wù)規(guī)范23
2.2.2 MAC層幀格式46
2.2.3 MAC層命令幀52
2.2.5 MAC層功能描述56
2.2.6 MAC層安全規(guī)范78
2.3.7 MACPHY信息交互流程87
第3章  ZigBee規(guī)范
3.1 應(yīng)用層規(guī)范95
3.1.1 應(yīng)用層規(guī)范概述95
3.1.2 ZigBee應(yīng)用支持子層（APS）99
3.1.3 ZigBee應(yīng)用框架111
3.1.4 ZigBee設(shè)備配置文件121
3.1.5 ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZDO）142
3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范151
3.2.1 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范概述151
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)規(guī)范152
3.2.3 網(wǎng)絡(luò)層幀格式166
3.2.4 網(wǎng)絡(luò)層命令幀167
3.2.5 網(wǎng)絡(luò)層功能詳述169
3.3 安全服務(wù)規(guī)范197
3.3.1 安全服務(wù)規(guī)范概述197
3.3.2 MAC層安全服務(wù)201
3.3.3 NWK層安全服務(wù)203
3.3.4 APS層安全服務(wù)205
3.3.5 安全處理公共基礎(chǔ)215
3.3.6 安全服務(wù)功能詳述216
第4章  MC13192/MC13193 RF收發(fā)器
4.1 概述227
4.1.1 主要特性227
4.1.2 軟件支持228
4.1.3 模塊框圖及引腳配置228
4.1.4 數(shù)據(jù)傳送模式和包結(jié)構(gòu)231
4.1.5 接收和發(fā)送路徑231
4.2 系統(tǒng)層MOMEM操作系統(tǒng)232
4.2.1 電源連接232
4.2.2 測試引腳SM與復(fù)位使用方法233
4.2.3 與MCU之間的接口233
4.2.5 GPIO特性235
4.2.6 MC13192/MC13193數(shù)字信號(hào)特性匯總236
4.2.7 收發(fā)器RF接口操作和外部連接236
4.2.8 低功耗問題237
4.3 SPI寄存器242
4.3.1 概述242
4.3.2 強(qiáng)制寄存器初始化242
4.3.3 寄存器模型242
4.3.4 寄存器詳細(xì)介紹245
4.4 行外部設(shè)備接口(SPI )269
4.4.1 概述269
4.4.2 SPI基本操作270
4.4.3 SPI單個(gè)處理272
4.4.4 符號(hào)/數(shù)據(jù)格式273
4.4.5 SPI遞歸處理273
4.4.6 程序復(fù)位(寫寄存器地址0x00)277
4.5 操作模式277
4.5.1 概述277
4.5.2 低功耗模式279
4.5.3 主動(dòng)模式281
4.5.4 運(yùn)行頻率291
4.5.5 發(fā)送功率調(diào)整291
4.5.6 2.4 GHz鎖相環(huán)(PLL)解鎖中斷292
4.6 計(jì)數(shù)器信息292
4.6.1 事件計(jì)數(shù)器模塊292
4.6.2 事件計(jì)數(shù)器時(shí)基293
4.6.3 設(shè)置當(dāng)前計(jì)數(shù)值294
4.6.4 讀當(dāng)前計(jì)數(shù)值294
4.6.5 鎖存時(shí)間標(biāo)記294
4.6.6 事件計(jì)數(shù)器比較器295
4.6.7 預(yù)期的事件計(jì)數(shù)器用法296
4.7 中斷298
4.7.1 中斷源與輸出引腳IRQ298
4.7.2 狀態(tài)位pll_lock_irq及其操作300
4.7.3 狀態(tài)位attn_irq及其中斷操作301
4.7.4 退出低功耗模式的中斷301
4.8 各種功能301
4.8.1 復(fù)位功能301
4.8.2 通用I/O302
4.8.3 晶體振蕩器303
4.8.4 時(shí)鐘輸出引腳CLKO305
4.8.5 輸入引腳ATTN305
4.9 應(yīng)用306
4.9.1 晶體振蕩器基準(zhǔn)頻率306
4.9.2 典型電路306
4.9.3 晶振規(guī)格308
4.10 電氣特性309
4.10.1 極限參數(shù)309
4.10.2 推薦條件309
4.10.3 直流電氣特性310
4.10.4 交流電氣特性310
第5章  CC2420 RF收發(fā)器
5.1 概述312
5.2 主要特性312
5.3 引腳配置313
5.4 電路描述316
5.5 IEEE 802.15.4調(diào)制方式317
5.6 配置簡述319
5.7 評(píng)估軟件319
5.8 4線串行配置和數(shù)據(jù)接口319
5.8.1 引腳配置319
5.8.2 寄存器存取319
5.8.3 狀態(tài)字節(jié)321
5.8.4 選通命令321
5.8.5 RAM存取321
5.8.6 FIFO存取323
5.8.7 SPI的多個(gè)存取323
5.9 微控制器接口和引腳描述324
5.9.1 配置接口324
5.9.2 接收模式324
5.9.3 RXFIFO溢出326
5.9.4 發(fā)送模式326
5.9.5 總控和引腳狀態(tài)327
5.10 解調(diào)器、符號(hào)同步和數(shù)據(jù)判定327
5.11 幀格式328
5.11.1 同步頭328
5.11.2 幀長度域329
5.11.3 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元329
5.11.4 幀校驗(yàn)序列330
5.12 RF數(shù)據(jù)緩沖330
5.13 地址識(shí)別332
5.14 應(yīng)答幀333
5.15 無線通信控制狀態(tài)機(jī)334
5.16 MAC安全操作334
5.16.1 密鑰334
5.16.2 當(dāng)前時(shí)間/計(jì)數(shù)器336
5.16.3 單獨(dú)加密336
5.16.4 內(nèi)嵌式安全操作336
5.16.5 CTR337
5.16.6 CBCMAC337
5.16.7 CCM338
5.16.8 時(shí)序338
5.17 線性中頻和自動(dòng)增益控制338
5.18 RSSI/能量檢測338
5.19 鏈路質(zhì)量指示339
5.20 空閑信道評(píng)估339
5.21 頻率和信道編程設(shè)置340
5.22 電壓控制振蕩器和鎖相環(huán)自校準(zhǔn)340
5.23 輸出功率編程設(shè)置341
5.24 晶體振蕩器341
5.25 輸入/輸出匹配342
5.26 發(fā)送測試模式342
5.26.1 未調(diào)制的載波342
5.26.2 已調(diào)制的頻譜342
5.27 系統(tǒng)考慮和指導(dǎo)方針344
5.28 印刷電路板設(shè)計(jì)建議346
5.29 天線的考慮346
5.30 配置寄存器347
5.31 測試輸出信號(hào)363
5.32 應(yīng)用電路366
5.33 極限參數(shù)369
5.34 運(yùn)行條件369
5.35 電氣規(guī)范370
第6章  CC2430片上系統(tǒng)
6.1 概述374
6.2 主要特性375
6.3 引腳和I/O口配置375
6.4 8051 CPU378
6.4.1 簡介378
6.4.2 復(fù)位378
6.4.3 存儲(chǔ)器378
6.4.4 特殊功能寄存器383
6.4.5 CPU寄存器和指令集387
6.4.6 中斷387
6.4.7 振蕩器和時(shí)鐘391
6.5 外部設(shè)備391
6.5.1 I/O口391
6.5.2 DMA控制器399
6.5.3 MAC計(jì)數(shù)器407
6.5.4 AES(高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn))協(xié)處理器412
6.5.5 USART416
6.6 無線模塊423
6.6.1 IEEE 802.15.4調(diào)制方式424
6.6.2 選通命令425
6.6.3 RF寄存器425
6.6.4 中斷426
6.6.5 FIFO存取427
6.6.6 DMA428
6.6.7 接收模式428
6.6.8 FIFO溢出429
6.6.9 發(fā)送模式429
6.6.10 總控和狀態(tài)430
6.6.11 解調(diào)器、符號(hào)同步器和數(shù)據(jù)判定430
6.6.12 幀格式430
6.6.13 同步頭431
6.6.14 幀長度域432
6.6.15 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元432
6.6.16 幀校驗(yàn)序列432
6.6.17 RF數(shù)據(jù)緩沖器433
6.6.18 地址識(shí)別434
6.6.19 應(yīng)答幀434
6.6.20 無線控制狀態(tài)機(jī)435
6.6.21 MAC安全操作437
6.6.22 線性中頻和自動(dòng)增益控制設(shè)置437
6.6.23 接收信號(hào)強(qiáng)度指示器/能量檢測437
6.6.24 鏈路質(zhì)量指示437
6.6.25 空閑信道評(píng)估438
6.6.26 頻率和信道編程設(shè)置438
6.6.27 電壓控制振蕩器和鎖相環(huán)自校準(zhǔn)439
6.6.28 輸出功率編程設(shè)置439
6.6.29 輸入/輸出匹配439
6.6.30 發(fā)送測試模式440
6.6.31 印刷電路板設(shè)計(jì)建議441
6.6.32 天線的考慮442
6.6.33 CSMACA/選通處理器442
6.6.34 無線寄存器450
6.6.35 無線測試輸出信號(hào)463
6.7 系統(tǒng)考慮和指導(dǎo)方針464
6.8 應(yīng)用電路464
6.9 極限參數(shù)466
6.10 運(yùn)行條件466
6.11 電氣規(guī)范467
6.11.1 特性概述468
6.11.2 RF接收469
6.11.3 RF發(fā)送470
6.11.4 32 MHz晶體振蕩器470
6.11.5 32.768 kHz晶體振蕩器470
6.11.6 低能耗RC振蕩器471
6.11.7 高速RC振蕩器471
6.11.8 頻率合成器471
6.11.9 模擬溫度傳感器472
6.11.10 8～14位ADC472
6.11.11 控制輸入交流特性473
6.11.12 SPI交流特性473
6.11.13 調(diào)試接口交流特性474
6.11.14 口輸出交流特性474
6.11.15 計(jì)數(shù)器輸入交流特性475
6.11.16 直流特性475
第7章  EM250片上系統(tǒng)
7.1 概述476
7.2 主要特性477
7.3 引腳配置與說明478
7.4 頂層功能482
7.5 系統(tǒng)模式功能483
7.5.1 接收(RX)信道483
7.5.2 發(fā)送(TX)信道484
7.5.3 集成的MAC模塊484
7.5.4 包跟蹤接口485
7.5.5 微控制器XAP2b485
7.5.6 嵌入的存儲(chǔ)器485
7.5.7 加密加速器487
7.5.8 復(fù)位檢測487
7.5.9 上電復(fù)位487
7.5.10 時(shí)鐘源488
7.5.11 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器489
7.5.12 看門狗計(jì)時(shí)器489
7.5.13 睡眠計(jì)時(shí)器490
7.5.14 電源管理490
7.6 應(yīng)用模式功能描述490
7.6.1 GPIO491
7.6.2 串行控制器SC1500
7.6.3 串行控制器SC2519
7.6.4 通用計(jì)數(shù)器535
7.6.5 ADC模塊550
7.6.6 事件管理器552
7.6.7 集成穩(wěn)壓器555
7.7 SIF模塊編程設(shè)置和調(diào)試接口556
7.8 典型應(yīng)用556
7.9 寄存器地址表557
7.10 電氣特性561
7.10.1 極限參數(shù)561
7.10.2 工作條件561
7.10.3 環(huán)境特性561
7.10.4 直流特性562
7.10.5 交流特性563
第8章  ZigBee光感應(yīng)節(jié)點(diǎn)開發(fā)實(shí)例
8.1 引言565
8.2 光傳感節(jié)點(diǎn)的功能566
8.3 TinyOS操作系統(tǒng)和nesC語言570
8.4 光傳感節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)571
8.4.1 評(píng)估板硬件簡介571
8.4.2 ZigBee協(xié)議棧總體結(jié)構(gòu)571
8.4.3 協(xié)議層的實(shí)現(xiàn)573
8.4.4 LSM應(yīng)用實(shí)現(xiàn)573
第9章  CC2420開發(fā)套件2.4 GHz ZigBee Development Kit
9.1 簡述575
9.2 開發(fā)套件組成575
9.3 開發(fā)套件的主要特性與接口578
9.4 使用CC2400EB和CC2320EM的ZigBee包探測軟件582
9.5 使用帶有ZStack的CC2420DB演示板584
9.6 CC2420DB ZigBee應(yīng)用開發(fā)環(huán)境586
9.7 JTAG ICE587
9.8 在系統(tǒng)編程588
9.9 故障排查589
附錄 縮略語590
參考文獻(xiàn)595