【正文】 指令與其他的藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這使得在兩個(gè)方向使用相同的方法進(jìn)行流量控制成為可能，并且正常的指令流不會(huì)被中斷。因此，設(shè)置了一個(gè)指令Set_Host_Controller_To_Host_Flow_Control，使用該指令就可以打開或關(guān)閉在該方向上的流量控制。同樣在遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，對(duì)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(jī)。只要主機(jī)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(gè)鏈接句柄的列表和自從前一個(gè)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(jī)的分組。也就是說主機(jī)要對(duì)主機(jī)控制器的數(shù)據(jù)緩沖器進(jìn)行管理。主機(jī)控制傳輸層(如物理總線)的驅(qū)動(dòng)程序?yàn)镠CI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(biāo)是透明化。圖41描述了藍(lán)牙HCI實(shí)現(xiàn)的軟件層次。使用藍(lán)牙互聯(lián)的大都是“智能主機(jī)”，它具有處理器、總線和操作系統(tǒng)，藍(lán)牙必須與它們有機(jī)地融合在一起才能發(fā)揮作用。RFCOMM在整個(gè)藍(lán)牙協(xié)議找中的位置參見圖3l。RFCOMM為各種應(yīng)用提供了一個(gè)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(yīng)用搬到無線串行通倍領(lǐng)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(yīng)用層通信提供標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(shè)備進(jìn)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(wù)質(zhì)量(Quality of Service，即QoS)信息的交換，它通過對(duì)期望QoS的支持來幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸資源的控制。這一層分組記作L2CAP_PDU。L2CAP層是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)重點(diǎn)。 主機(jī)控制接口層藍(lán)牙主機(jī)控制器接口(Host Controller Interface)是藍(lán)牙主機(jī)一主機(jī)控制器應(yīng)用模式中藍(lán)牙模塊和主機(jī)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(jìn)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(shè)備的鏈路管理實(shí)體進(jìn)行通信，要么向所在設(shè)備的基帶和射頻單元發(fā)送控制信息。圖34 藍(lán)牙設(shè)備地址 鏈路管理層在進(jìn)行藍(lán)牙通信的兩設(shè)備中，鏈路管理實(shí)體(或者說鏈路管理器)相互交換分組，用以設(shè)置和控制設(shè)備之間的藍(lán)牙鏈路。為保證唯一性，由一個(gè)地址管理機(jī)構(gòu)分配BDADDR。在本系統(tǒng)中，該分組用于基帶鏈路的建立。同時(shí)采用2/3FEC，總共240bit，不超過一個(gè)時(shí)隙。該分組被用于尋呼，查詢過程中。HEC8頭部差錯(cuò)校驗(yàn)，生成多項(xiàng)式為： 以下介紹與基帶鏈路的建立密切相關(guān)的ID，F(xiàn)HS，POLL基帶分組。數(shù)據(jù)包可以占據(jù)一個(gè)以上的時(shí)隙(多時(shí)隙數(shù)據(jù)包)，也就是說可以在下一個(gè)時(shí)隙中持續(xù)傳輸。而專用查詢?cè)L問碼用于查詢某一類(根據(jù)未來的主控設(shè)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(shè)備訪問碼用于尋呼及尋呼響應(yīng)，它是由被尋呼設(shè)備的藍(lán)牙地址的LAP構(gòu)成的。圖33 藍(lán)牙基帶數(shù)據(jù)包分組格式基帶分組的第一個(gè)字段是訪問碼(ACCESS CODE)用于時(shí)序同步、分組標(biāo)識(shí)、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(duì)于SCO數(shù)據(jù)分組來說，沒有重傳機(jī)制。SCO鏈路是微微網(wǎng)中單一主控設(shè)備和單一從屬設(shè)備之間建立的一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)稱鏈路。為了更為快速地建立通信，打過交道的藍(lán)牙設(shè)備之間〔保存有對(duì)方的BD_ADDR)，往往越過inquiry過程，直接通過Page過程來更迅速地實(shí)現(xiàn)同步。如果它處于Snif狀態(tài)，則可以在Snif時(shí)隙之間訪問另一個(gè)Piconet，正是因?yàn)樵揝lave保存了幾個(gè)Piconet的參數(shù)(最關(guān)鍵的是Master的BD_DDR和時(shí)鐘偏移置)，它才能夠不斷調(diào)整CAC、時(shí)鐘和跳頻頻率，從而實(shí)現(xiàn)與不同的Piconet通信。很顯然，Scaternet中所包含的Piconet越多時(shí)，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(rèn)連接的建立。一旦獲得自己的DAC,Slave就發(fā)出包含自身設(shè)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(lán)牙打印機(jī)發(fā)現(xiàn)新的終端等。而藍(lán)牙鏈路控制器正是執(zhí)行基帶協(xié)議的物理實(shí)體。值得一提的是每種應(yīng)用框架協(xié)議都有其相對(duì)應(yīng)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)縱向描述了實(shí)現(xiàn)某種應(yīng)用(或者是實(shí)現(xiàn)用法模型)所需用到的各種藍(lán)牙協(xié)議以及如何使用和組合各種協(xié)議。相應(yīng)的，藍(lán)牙會(huì)給出應(yīng)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(lán)牙協(xié)議所涉及的主要部分包括射頻、基帶、主機(jī)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(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、電纜替代協(xié)議以及其他一些為藍(lán)牙所采納的高層通用協(xié)議，如PPP. TCP/IP, UDP等。進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換至少要有兩個(gè)基本單元的讀取操作，一個(gè)是A/D轉(zhuǎn)換的控制單元，另一個(gè)是A/D的數(shù)據(jù)單元。當(dāng)ADC完成轉(zhuǎn)換時(shí)，RDY信號(hào)變?yōu)椤?”。另一個(gè)通道只用于語音輸入，即通過內(nèi)置自動(dòng)增益控制放大器的麥克風(fēng)通道（MIC_IN）輸入。TimerA的時(shí)鐘源由時(shí)鐘源A和時(shí)鐘源B進(jìn)行“與”操作而形成；TimerB的時(shí)鐘源僅為時(shí)鐘源A。通過PLL對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘32768Hz進(jìn)行倍頻處理，產(chǎn)生出Fosc信號(hào)，作為系統(tǒng)的時(shí)鐘源。外接晶振采用32768Hz。輸出口的方式也可以根據(jù)需要設(shè)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(kuò)展輸入/輸出接口是單片機(jī)與外設(shè)交換信息的通道，SPCE061A的并行I/O口的每一位均可以單獨(dú)編程定義成握手信號(hào)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(chǔ)器SPCE061A的片內(nèi)存儲(chǔ)器地址映射如圖24所示。該單片機(jī)共有9個(gè)中斷向量和14個(gè)中斷源。nSP?的結(jié)構(gòu)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(jī)終端系統(tǒng)是凌陽16位單片機(jī)中中斷功能較強(qiáng)的一種，它可以提供14個(gè)中斷源，具有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套功能。值得注意的是堆棧的生長方向，SPCE061A系統(tǒng)復(fù)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(jì)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(jìn)入中斷服務(wù)子程序（interrupt service routine，ISR）或從ISR返回指令時(shí)制動(dòng)減少（壓棧）或增加（彈棧），以示堆棧指針的移動(dòng)。39。圖21 SPCE061A單片機(jī)PLCC84引腳表21 管腳功能表IOA0IOA15（41～48,53,54～60腳）IO口A，共16個(gè)IOB0IOB15（5～1,81～76,68～64腳）IO口B，共16個(gè)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(fù)位輸入，低電平有效ICE_EN（16腳）ICE使能端ICE_SCK（17腳）ICE時(shí)鐘腳ICE_SDA（18腳）ICE數(shù)據(jù)腳PVIN（20腳）程序保密設(shè)定腳PFUSE（29腳）程序保密設(shè)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(dòng)增益控制引腳OPI（26腳）Microphone的第二運(yùn)放輸入腳MICOUT（27腳）Microphone的第一運(yùn)放輸入腳MICN（28腳）Microphone的負(fù)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(jié)構(gòu)181。39。因此，與SPCE500A相比，以181。與SPCE500A不同的是，在存儲(chǔ)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(shí)鐘處于停止?fàn)?2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)；2個(gè)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(gè)中斷源可來自定時(shí)器A/B，時(shí)基，2個(gè)外部時(shí)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(shí)鐘信號(hào)；32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)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(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制(AGC)功能；具備串行設(shè)備接口；具有低電壓復(fù)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(hào)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(dòng)增益控制的擴(kuò)音器輸入通道、32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及低電壓復(fù)位/低電壓監(jiān)測系統(tǒng)。39。凌陽的16位單片機(jī)為適應(yīng)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(jī)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(lán)牙系統(tǒng)中主機(jī)系統(tǒng)之間接口的功能規(guī)范。 本文結(jié)構(gòu)本文分為五章，主要內(nèi)容如下：第一章緒論是本文的一個(gè)概要介紹，對(duì)所需實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能作了概述，并且對(duì)所應(yīng)用的技術(shù)的發(fā)展概況做了簡要說明。這樣廠商開發(fā)的各種應(yīng)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(biāo)是實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備間的交互性操作。無線與基帶層主要規(guī)定硬件設(shè)備的功能，它負(fù)責(zé)射頻處理和基頻調(diào)制的功能。Bluetooth的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為四層:無線與基帶層(Radioamp。藍(lán)牙技術(shù)具有體積小、功耗低等突出的優(yōu)點(diǎn)，因此特別適合集成到移動(dòng)電話、便攜式設(shè)備和計(jì)算機(jī)外設(shè)等數(shù)字設(shè)備中，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。其使用頻帶從長波到微波，以便適應(yīng)各種傳輸環(huán)境的電磁波傳播條件。在有線電話的基礎(chǔ)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(shù)的發(fā)展首先是從任何信息的二進(jìn)制數(shù)字傳輸開始的，最有名的是電報(bào)。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出等外為接口性能的不斷提高，體積越來越小，價(jià)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(jī)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)和無線傳輸技術(shù)的融合。在無線傳輸技術(shù)上，采用基于日立萬勝藍(lán)牙模塊MBM02的藍(lán)牙技術(shù)，在SPCE061A單片機(jī)與藍(lán)牙模塊硬件連接上采用UART口進(jìn)行軟硬件融合。其次，對(duì)藍(lán)牙協(xié)議棧中的基帶協(xié)議、主機(jī)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(shí)現(xiàn)進(jìn)行了重點(diǎn)分析與研究。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)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(biāo)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(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。首先，論文對(duì)凌陽單片機(jī)原理和應(yīng)用作了簡要介紹。在數(shù)據(jù)采集技術(shù)上，采用溫度傳感器DS18B20對(duì)溫度信號(hào)實(shí)時(shí)采集。近年來隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)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(dòng)了數(shù)字化社會(huì)的形成，使人們進(jìn)入信息化社會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。隨著真跡傳遞的需要，開發(fā)了傳真技術(shù)和傳真機(jī)，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(lán)牙技術(shù)概況藍(lán)牙(Bluetooth)是現(xiàn)代無線通信領(lǐng)域的高新技術(shù)，用于替代數(shù)字設(shè)備間的有線電纜連接，和解決現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)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(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。 Support)層。應(yīng)用和支持層主要為各種應(yīng)用(如語音、數(shù)據(jù)等)提供應(yīng)用軟件所需的通信協(xié)議與應(yīng)用程序接口，如TCP/IP, RFCOMM等。在設(shè)計(jì)Bluetooth協(xié)議和整個(gè)協(xié)議棧時(shí)，主要的原則是最大限度地利用現(xiàn)有的各種高層應(yīng)用協(xié)議，這樣有利于現(xiàn)有的各種遺留應(yīng)用更好地在Bluetooth環(huán)境下使用，以確保這些應(yīng)用的平滑過濾和交互操作