【正文】 指令與其他的藍牙節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換。這使得在兩個方向使用相同的方法進行流量控制成為可能，并且正常的指令流不會被中斷。因此，設置了一個指令Set_Host_Controller_To_Host_Flow_Control，使用該指令就可以打開或關閉在該方向上的流量控制。同樣在遠端節(jié)點，對于該特定的鏈接，數(shù)據(jù)也必須按順序把從空間收到的分組，以HCI數(shù)據(jù)分組的形式送到主機。只要主機控制器中有HCI數(shù)據(jù)，它就必須周期地發(fā)送Number of Completed_Packets事件，直到所有等待發(fā)送的ACL數(shù)據(jù)分組己經(jīng)發(fā)送或清除。該事件包含一個鏈接句柄的列表和自從前一個事件返回后己經(jīng)完成的HCI數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，己經(jīng)發(fā)送完成的分組意即己經(jīng)發(fā)送、刷新或回送到了主機的分組。也就是說主機要對主機控制器的數(shù)據(jù)緩沖器進行管理。主機控制傳輸層(如物理總線)的驅(qū)動程序為HCI層提供互相交換信息的能力。在便攜式電腦中，該層是PC卡或通用串行總線(USB)，該層的目標是透明化。圖41描述了藍牙HCI實現(xiàn)的軟件層次。使用藍牙互聯(lián)的大都是“智能主機”，它具有處理器、總線和操作系統(tǒng)，藍牙必須與它們有機地融合在一起才能發(fā)揮作用。RFCOMM在整個藍牙協(xié)議找中的位置參見圖3l。RFCOMM為各種應用提供了一個虛擬的串行端口，這樣就可以方便地將有線串行通信中的應用搬到無線串行通倍領域中來。 中間件協(xié)議層中間件協(xié)議利用下層的傳輸協(xié)議，為應用層通信提供標準接口。L2CAP層的邏輯信道可分為三種類型:第一種是持續(xù)型的面向連接(Connection_Oriented，即CO)信道,這種信道用于雙向通信，本系統(tǒng)所建立的就是這種類型的邏輯信道；第二種是臨時型的無連接(Connectionless，即CL)信道，這種信道是單向的，可以用來向一組設備進行廣播傳輸；最后一種是信令信道，用來交換控制信息，這些信息用來建立和配置CO信道。這一層還支持服務質(zhì)量(Quality of Service，即QoS)信息的交換，它通過對期望QoS的支持來幫助實現(xiàn)對傳輸資源的控制。這一層分組記作L2CAP_PDU。L2CAP層是本系統(tǒng)實現(xiàn)的另一個重點。 主機控制接口層藍牙主機控制器接口(Host Controller Interface)是藍牙主機一主機控制器應用模式中藍牙模塊和主機之間的軟硬件接口，它提供了控制基帶與鏈路控制器、鏈路管理器、狀態(tài)寄存器等硬件功能的指令分組格式以及進行數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)分組格式。根據(jù)從上層接收到的控制信息，LMP要么與另一設備的鏈路管理實體進行通信，要么向所在設備的基帶和射頻單元發(fā)送控制信息。圖34 藍牙設備地址 鏈路管理層在進行藍牙通信的兩設備中，鏈路管理實體(或者說鏈路管理器)相互交換分組，用以設置和控制設備之間的藍牙鏈路。為保證唯一性，由一個地址管理機構分配BDADDR。在本系統(tǒng)中，該分組用于基帶鏈路的建立。同時采用2/3FEC，總共240bit，不超過一個時隙。該分組被用于尋呼，查詢過程中。HEC8頭部差錯校驗，生成多項式為： 以下介紹與基帶鏈路的建立密切相關的ID，F(xiàn)HS，POLL基帶分組。數(shù)據(jù)包可以占據(jù)一個以上的時隙(多時隙數(shù)據(jù)包)，也就是說可以在下一個時隙中持續(xù)傳輸。而專用查詢訪問碼用于查詢某一類(根據(jù)未來的主控設備的查詢興趣來確定)，在本系統(tǒng)中，沒有用到這種類型的訪問碼。設備訪問碼用于尋呼及尋呼響應，它是由被尋呼設備的藍牙地址的LAP構成的。圖33 藍牙基帶數(shù)據(jù)包分組格式基帶分組的第一個字段是訪問碼(ACCESS CODE)用于時序同步、分組標識、尋呼和查詢。大多數(shù)ACL數(shù)據(jù)分組可以通過分組重傳來防止傳輸過程中的分組損壞和分組丟失。對于SCO數(shù)據(jù)分組來說，沒有重傳機制。SCO鏈路是微微網(wǎng)中單一主控設備和單一從屬設備之間建立的一種點對點的對稱鏈路。為了更為快速地建立通信，打過交道的藍牙設備之間〔保存有對方的BD_ADDR)，往往越過inquiry過程，直接通過Page過程來更迅速地實現(xiàn)同步。如果它處于Snif狀態(tài)，則可以在Snif時隙之間訪問另一個Piconet，正是因為該Slave保存了幾個Piconet的參數(shù)(最關鍵的是Master的BD_DDR和時鐘偏移置)，它才能夠不斷調(diào)整CAC、時鐘和跳頻頻率，從而實現(xiàn)與不同的Piconet通信。很顯然，Scaternet中所包含的Piconet越多時，調(diào)頻序列碰撞的可能性就越大，通信質(zhì)量所受的影響就越大。至此，主從切換過程完成，即Piconet的切換過程完成。最后，Master向Slave發(fā)出POLL包，以確認連接的建立。一旦獲得自己的DAC,Slave就發(fā)出包含自身設備地址的消息。該過程中Master和Slave的約定與查詢過程相同。容易理解的例子是LAP發(fā)現(xiàn)新的DT,藍牙打印機發(fā)現(xiàn)新的終端等。而藍牙鏈路控制器正是執(zhí)行基帶協(xié)議的物理實體。值得一提的是每種應用框架協(xié)議都有其相對應的協(xié)議棧結構，該結構縱向描述了實現(xiàn)某種應用(或者是實現(xiàn)用法模型)所需用到的各種藍牙協(xié)議以及如何使用和組合各種協(xié)議。相應的，藍牙會給出應用框架協(xié)議與用戶的用法模型相匹配。從橫向角度來看，藍牙協(xié)議所涉及的主要部分包括射頻、基帶、主機控制接口、鏈路管理協(xié)議、邏輯鏈路控制與適配協(xié)議、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議、電纜替代協(xié)議以及其他一些為藍牙所采納的高層通用協(xié)議，如PPP. TCP/IP, UDP等。進行A/D轉(zhuǎn)換至少要有兩個基本單元的讀取操作，一個是A/D轉(zhuǎn)換的控制單元，另一個是A/D的數(shù)據(jù)單元。當ADC完成轉(zhuǎn)換時，RDY信號變?yōu)椤?”。另一個通道只用于語音輸入，即通過內(nèi)置自動增益控制放大器的麥克風通道（MIC_IN）輸入。TimerA的時鐘源由時鐘源A和時鐘源B進行“與”操作而形成；TimerB的時鐘源僅為時鐘源A。通過PLL對實時時鐘32768Hz進行倍頻處理，產(chǎn)生出Fosc信號，作為系統(tǒng)的時鐘源。外接晶振采用32768Hz。輸出口的方式也可以根據(jù)需要設為常規(guī)的CMOS端口或NMOS開漏端口，以及是與寫人口位的數(shù)據(jù)同相輸出還是反相輸出。 并行I/O及其功能擴展輸入/輸出接口是單片機與外設交換信息的通道，SPCE061A的并行I/O口的每一位均可以單獨編程定義成握手信號的輸入或輸出端口。全部32KB閃存均可在ICE工作方式下被編程寫人或擦除。39。 SPCE061A的片內(nèi)存儲器SPCE061A的片內(nèi)存儲器地址映射如圖24所示。該單片機共有9個中斷向量和14個中斷源。nSP?的結構給出了三種類型的中斷：異常中斷、軟件中斷和事件中斷。SPCE061A系列單片機終端系統(tǒng)是凌陽16位單片機中中斷功能較強的一種，它可以提供14個中斷源，具有兩個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷嵌套功能。值得注意的是堆棧的生長方向，SPCE061A系統(tǒng)復位后，SP初始化為0x07FF，每執(zhí)行PUSH指令一次，SP指針減1。39。地址線中的高6位A16～A21來自段寄存器SR中的6位代碼段（code segment，CS）和6位數(shù)據(jù)段（data segment，DS）選擇字段，低16位A0～A15則來自內(nèi)部寄存器。PC是程序計數(shù)器，作為程序的地址指針來控制程序走向的專用寄存器。SP是堆棧指針寄存器，在CPU執(zhí)行壓棧/出棧指令（push/pop）、子程序調(diào)用/返回指令（call/retf）以及進入中斷服務子程序（interrupt service routine，ISR）或從ISR返回指令時制動減少（壓棧）或增加（彈棧），以示堆棧指針的移動。39。圖21 SPCE061A單片機PLCC84引腳表21 管腳功能表IOA0IOA15（41～48,53,54～60腳）IO口A，共16個IOB0IOB15（5～1,81～76,68～64腳）IO口B，共16個OSCI（13腳）石英晶振振蕩器輸入OSCO（12腳）石英晶振振蕩器輸出RES_B（6腳）復位輸入，低電平有效ICE_EN（16腳）ICE使能端ICE_SCK（17腳）ICE時鐘腳ICE_SDA（18腳）ICE數(shù)據(jù)腳PVIN（20腳）程序保密設定腳PFUSE（29腳）程序保密設定腳DAC1（21腳）音頻輸出通道1DAC2（22腳）音頻輸出通道2VREF2 （23腳）2V參考電壓輸出腳AGC（25腳）語音輸入自動增益控制引腳OPI（26腳）Microphone的第二運放輸入腳MICOUT（27腳）Microphone的第一運放輸入腳MICN（28腳）Microphone的負向輸入腳MICP（33腳）Microphone的正向輸入腳VRT （35腳）A/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳VCM （34腳）ADC參考電壓輸出腳VMIC （37腳）Microphone電源SLEEP（63腳）睡眠狀態(tài)指示腳，高電平顯示VCP （8腳）鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入XROMT PVPP XTEST（61，69，14腳） 出廠測試引腳，懸空VDDH （51，52，75腳）I/O參考電平：5V電壓VDD （7腳）PLL鎖相環(huán)電源VSS （9腳）鎖相環(huán)地VSS （19，24腳）模擬地VSS （38，49，50，62腳）數(shù)字地VDD （15，36腳） 數(shù)字電源圖22 SPCE061A的內(nèi)部結構181。39。因此，與SPCE500A相比，以181。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32KB的閃存（FLASH）。系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止狀 2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)；2個10位DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)輸出通道；32位通用可編程輸入/輸出端口；14個中斷源可來自定時器A/B，時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；具備觸鍵喚醒的功能；使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式()，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)；鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號；32768Hz實時時鐘；7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器；聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風放大器和自動增益控制(AGC)功能；具備串行設備接口；具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能；內(nèi)置在線仿真電路ICE（Incircuit emulator）接口；具有保密能力；具有WatchDog功能(由具體型號決定)。39。較高的處理速度使181。SPCE061A是繼181。其中有大容量ROM及靜態(tài)RAM、紅外通信接口、RS232通用異步全雙工串行接口、10位A/D及D/A轉(zhuǎn)換、內(nèi)置式帶自動增益控制的擴音器輸入通道、32768Hz實時時鐘以及低電壓復位/低電壓監(jiān)測系統(tǒng)。39。凌陽的16位單片機為適應這種發(fā)展趨勢，推出了它的帶有數(shù)據(jù)處理功能的181。凌陽8位單片機分為四種：SPC系列、SPL系列、SPF系列以及其他系列。第四章描述了藍牙系統(tǒng)中主機系統(tǒng)之間接口的功能規(guī)范。 本文結構本文分為五章，主要內(nèi)容如下：第一章緒論是本文的一個概要介紹，對所需實現(xiàn)系統(tǒng)的功能作了概述，并且對所應用的技術的發(fā)展概況做了簡要說明。這樣廠商開發(fā)的各種應用就可以立即利用符合Bluetooth規(guī)范的硬件和軟件系統(tǒng)。Bluetooth 軟件協(xié)議的最終目標是實現(xiàn)各種設備間的交互性操作。無線與基帶層主要規(guī)定硬件設備的功能，它負責射頻處理和基頻調(diào)制的功能。Bluetooth的系統(tǒng)結構可分為四層:無線與基帶層(Radioamp。藍牙技術具有體積小、功耗低等突出的優(yōu)點，因此特別適合集成到移動電話、便攜式設備和計算機外設等數(shù)字設備中，具有非常廣闊的應用前景。其使用頻帶從長波到微波，以便適應各種傳輸環(huán)境的電磁波傳播條件。在有線電話的基礎上，各種無線電話通信、廣播等蓬勃發(fā)展起來，出現(xiàn)了電視廣播和圖像通信。通信技術的發(fā)展首先是從任何信息的二進制數(shù)字傳輸開始的，最有名的是電報。隨著大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器、存儲器、輸入/輸出等外為接口性能的不斷提高，體積越來越小，價格越來越低，使數(shù)據(jù)采集器不斷向智能化、集成化、小型化方向發(fā)展，現(xiàn)在己經(jīng)出現(xiàn)了單片的數(shù)據(jù)采集器，例如本課題所要講述的基于凌陽單片機的數(shù)據(jù)采集技術和無線傳輸技術的融合。在無線傳輸技術上，采用基于日立萬勝藍牙模塊MBM02的藍牙技術，在SPCE061A單片機與藍牙模塊硬件連接上采用UART口進行軟硬件融合。其次，對藍牙協(xié)議棧中的基帶協(xié)議、主機控制接口協(xié)議(HCI)、邏輯鏈路控制協(xié)議與適配協(xié)議(L2CAP)以及它們的軟硬件實現(xiàn)進行了重點分析與研究。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。首先，論文對凌陽單片機原理和應用作了簡要介紹。在數(shù)據(jù)采集技術上，采用溫度傳感器DS18B20對溫度信號實時采集。近年來隨著微電子技術和計算機技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術也呈現(xiàn)出速度更高、通道更多、數(shù)據(jù)量更大的發(fā)展態(tài)勢，其主要體現(xiàn)就是數(shù)據(jù)采集器的迅速發(fā)展。特別是數(shù)字通信，推動了數(shù)字化社會的形成，使人們進入信息化社會成為現(xiàn)實。隨著真跡傳遞的需要，開發(fā)了傳真技術和傳真機，目前在通信中還占有一席之地。一般講，無線通信的基本問題在于拓寬傳輸頻帶，增大傳輸距離，提高可靠性。 藍牙技術概況藍牙(Bluetooth)是現(xiàn)代無線通信領域的高新技術，用于替代數(shù)字設備間的有線電纜連接，和解決現(xiàn)代網(wǎng)絡的最后10100M的無線通訊。用無線產(chǎn)品替代現(xiàn)有的有線產(chǎn)品將是科技發(fā)展的趨勢，因此這方面的研究具有重大的現(xiàn)實意義和廣闊的應用前景。 Support)層。應用和支持層主要為各種應用(如語音、數(shù)據(jù)等)提供應用軟件所需的通信協(xié)議與應用程序接口，如TCP/IP, RFCOMM等。在設計Bluetooth協(xié)議和整個協(xié)議棧時，主要的原則是最大限度地利用現(xiàn)有的各種高層應用協(xié)議，這樣有利于現(xiàn)有的各種遺留應用更好地在Bluetooth環(huán)境下使用，以確保這些應用的平滑過濾和交互操作