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UP-CUP IOT-A8-II物联网教学系统实验指导书 实验三 TI Z-stack2007 协议栈入门实验 1. 实验环境  硬件： UP-CUP IOT-A8-II 型嵌入式物联网综合实验系统， PC 机  软件： IAR Embedded Workbench for MCS-51 ZStack-2.3.0-1.4.0 协议栈 2. 实验内容  学习 TI Z-Stack2007 协议栈软件架构，掌握 TI Z-Stack 协议栈软件开发流程。有关 Z-Stack2007 协议栈 的具体内容，请参考 TI 官方文档。  安装 TI Z-Stack2007 协议栈，学习协议栈相关 IAR 工程的配置，及常见软件工具的使用方法。 3. 实验原理  Z-Stack 概述 图 5.3.1 ZIGBEE 规范的版本 目前TI 的 Z-Stack 协议栈实际上已经成为了 ZIGBEE 联盟认可并推广的指定软件规范。因此，掌握 Z-Stack 协议栈相关的软件架构及开发流程，是我们学习 ZIGBEE 无线网络的关键步骤。  Z-Stack 软件架构 TEL： 0108211488782114944 233 FAX：总机转828 博创科技 UP-TECH UP-CUP IOT-A8-II物联网教学系统实验指导书 图 5.3.2 Z-Stack 软件架构 协议栈定义了通信硬件和软件在不同层次如何协调工作。在网络通信领域，在每个协议层的实体通过 对信息打包与对等实体通信。在通信的发送方，用户需要传递的数据包按照从高层到低层的顺序依次通过 各个协议层，每一层的实体按照最初预定消息格式在数据信息中加入自己的信息，比如每一层的头信息和 校验等，最终抵达最低层的物理层，变成数据位流，在物理连接间传递。在通信的接收方数据包依次向上 通过协议栈，每一层的实体能够根据预定的格式准确的提取需要在本层处理的数据信息，最终用户应用程 序得到最终的数据信息并进行处理。 ZigBee 无线网络的实现，是建立在 ZigBee 协议栈的基础上的，协议栈采用分层的结构。协议分层的 目的是为了使各层相对独立，每一层都提供一些服务，服务由协议定义，程序员只需关心与他的工作直接 相关的那些层的协议，它们向高层提供服务，并由底层提供服务。 在 ZigBee 协议栈中，PHY、MAC 层位于最低层，且与硬件相关；NWK、APS, APL 层以及安全层建立在 PHY 和 MAC 层之上，并且完全与硬件无关。分层的结构脉络清晰、一目了然，给设计和调试带来极大的方 便。 整个 Z-Stack 采用分层的软件结构，硬件抽象层（HAL）提供各种硬件模块的驱动，包括定时器Timer， 通用 I/O 口GPIO，通用异步收发传输器 UART，模数转换 ADC 的应用程序接口 API，提供各种服务的扩展集。 操作系统抽象层 OSAL 实现了一个易用的操作系统平台，通过时间片轮转函数实现任务调度，提供多任务 处理机制。用户可以调用 OSAL 提供的相关 API 进行多任务编程，将自己的应用程序作为一个独立的任务 来实现。  Z-Stack 软件流程 整个 Z-stack 的主要工作流程，大致分为系统启动，驱动初始化，OSAL 初始化和启动，进入任务轮循 几个阶段。 234 UP-CUP IOT-A8-II物联网教学系统实验指导书 图 5.3.3 Z-Stack 软件流程图 系统初始化 系统上电后，通过执行 ZMain 文件夹中 ZMain.c 的 int main()函数实现硬件的初始化，其中包括关总 中断 osal_int_disable(INTS_ALL)、初始化板上硬件设置 HAL_BOARD_INIT()、初始化 I/O 口 InitBoard(OB_COLD)、初始化 HAL 层驱动 HalDriverInit()、初始化非易失性存储器 sal_nv_init( NULL )、 初始化 MAC 层 ZMacInit