TinyOS传感器网络操作平台下CC2420驱动组件的设计

图3 HPL体系结构

HPLCC2420FIFOM模块文件实现了HPLCC2420FIFO接口，完成了对发送、接收数据缓存区的读写控制工作，主要接口函数如下：

//将一串数据写入发送缓存区TXFIFO, 完成后告知TXFIFODone（）函数

async command result_t HPLCC2420FIFO.writeTXFIFO（uint8_t len,uint8_t *msg）；

//读取接收缓存区RXFIFO中的数据，完成后告知RXFIFODone（）函数

async command result_t HPLCC2420FIFO.readRXFIFO（uint8_t len,uint8_t *msg）；

HPLCC2420M模块文件实现了3个接口：

① StdControl接口，完成ATmega128L中与CC2420相连的硬件引脚端口电平设置及硬件SPI接口相关寄存器的初始化工作。[page]

② HPLCC2420接口，实现CC2420内部寄存器的读写功能。CC2420有33个控制/状态寄存器、15个命令选通寄存器和2个访问FIFO缓存区的寄存器。

③ HPLCC2420RAM接口，实现对CC2420内部RAM的读写功能。CC2420的内部RAM分为3块--128字节的发送FIFO缓存区、128字节的接收FIFO缓存区以及112字节的用于保存设备地址、密钥等信息的存储区。

主要接口函数如下：

//写CC2420的命令选通寄存器

async command uint8_t HPLCC2420.cmd（uint8_t addr）

//写寄存器

async command result_t HPLCC2420.write（uint8_t addr, uint16_t data）

//CC2420内部RAM读写接口函数

async command result_t HPLCC2420RAM.write（uint16_t addr, uint8_t length, uint8_t* buffer）；

async command result_t HPLCC2420RAM.read（uint16_t addr, uint8_t length, uint8_t* buffer）；

//读写完成向上调用的事件通知

async event result_t writeDone（uint16_t addr, uint8_t length, uint8_t* buffer）；

async event result_t readDone（uint16_t addr, uint8_t length, uint8_t* buffer）；

HPLCC2420InterruptM模块文件实现了HPLCC2420Interrupt、HPLCC2420Capture接口，主要完成中断捕捉功能。CC2420使用SFD、FIFO、FIFOP和CCA四个引脚表示收发数据状态，当引脚电平变化时，触发ATmega128L硬件中断。TinyOS平台下，根据事件驱动机制，向上调用HPLCC2420Interrupt（类似HPLCC24240Capture）接口中的事件通告函数 result_t fired （void）进行上层处理。HPLCC2420Interrupt接口中使用result_t startWait（bool low_to high）函数设置触发方式（上升沿还是下降沿），使用result_t disable（void）函数禁止中断使能。HPLCC2420InterruptM模块文件还调用了HPLTimer1M.nc和TimerC.nc文件中的Timer接口函数，完成相关的底层中断处理。

3.2 HAL组件

HAL组件使用HPL组件HPLCC2420C提供的源接口，在CC2420所提供的基本功能的基础上进一步抽象，形成CC2420初始化、设备地址设置、收发模式设置、发送接收消息等复杂功能，同时以组件接口的形式进行封装供上层HIL组件调用。HAL体系结构如图4所示。HAL组件包括两个模块文件CC2420RadioM.nc和CC2420Control.nc,最后由配置文件CC2420RadioC.nc装配起来。

CC2420ControlM模块文件使用SplitControl接口完成CC2420的寄存器初始化、启动等工作，主要函数如下：

command result_t SplitControl.init（）；//CC2420寄存器初始化

command result_t SplitControl.start（）；//开启1.8 V稳压源供电，将复位RSTN引脚置为高电平，启动CC2420晶振

CC2420ControlM模块文件还实现了CC2420Control接口，实现对CC2420的一些控制功能：

command result_t CC2420Control.TunePreset（uint8_t chnl）；//通信频道设置

async command result_t CC2420Control.TxMode（）；//设为发送模式

async command result_t CC2420Control.RxMode（）；//设为接收模式

async command result_t CC2420Control.OscillatorOn（）；//开启晶振

async command result_t CC2420Control.enableAutoAck（）；//自动应答帧功能使能

async command result_t CC2420Control.enableAddrDecode（）；//地址识别功能使能

command result_t CC2420Control.setShortAddress（uint16_t addr）；//设置设备地址

CC2420RadioM使用BareSendMsg接口发送消息，使用ReceiveMsg接口接收消息：

command result_t BareSendMsg.Send（TOS_MsgPtr msg）；//发送消息

event result_t BareSendMsg.sendDone（TOS_MsgPtr msg,result_t success）；//发送完成

event TOS_MsgPtr ReceiveMsg.receive（TOS_MsgPtr m）；//接收消息事件通告

图4 HAL体系结构

结语

首先以TinyOS操作系统为软件平台，根据网络节点的硬件模块功能及其接口电路的特点，在硬件抽象体系结构的原则下，对CC2420无线收发模块在TinyOS 平台下的驱动组件设计作了深入的研究。实验表明，节点在满足指标要求的同时运行稳定可靠。