【正文】 、UART傳輸層。主機(jī)進(jìn)行活動節(jié)點廣播和匹克網(wǎng)廣播所使用的句柄值是不同的，主機(jī)控制器也必須使用相同的句柄，直到進(jìn)行復(fù)位。(3)HCI數(shù)據(jù)分組。這些指令提供準(zhǔn)備各種測試條件的能力。信息參數(shù)由藍(lán)牙硬件制造商給定，這些參數(shù)提供有關(guān)藍(lán)牙設(shè)備以及主機(jī)控制器、藍(lán)牙管理器和基帶能力的信息。對于鏈路控制指令，OGF值為Ox0l。是否還返回其他的參數(shù)由具體的實現(xiàn)決定。參數(shù)總長大小字段占用一字節(jié)。主機(jī)控制器傳輸層提供HCI專用信息的透明交換。由于最大的響應(yīng)超時對傳輸層的依賴性很強(qiáng)，所以推薦使用缺省值，該超時計時器的缺省值為1秒，另外，超時時間還依賴于指令隊列中未處理的指令數(shù)目。當(dāng)主機(jī)收到斷開鏈接完成事件時，主機(jī)就假設(shè)所有的發(fā)送到主機(jī)控制器的數(shù)據(jù)分組都己經(jīng)發(fā)送出去，相應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)已經(jīng)清空。這意味著數(shù)據(jù)流的調(diào)度過程是基于鏈接句柄的。如果對于一個特定的連接句柄，以前還沒有發(fā)生事件返回，就從連接建立的時間算起。主機(jī)會不定時地收到HCI事件的通知，HCI事件獨立于使用的主機(jī)控制器傳輸層。HCI固件通過訪問基帶指令、鏈路管理器指令、硬件狀態(tài)寄存器、控制寄存器以及事件寄存器實現(xiàn)對藍(lán)牙硬件的HCI指令。服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP定義了一種標(biāo)準(zhǔn)的方法，以使藍(lán)牙設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)其他設(shè)備所提供的服務(wù)。中間件協(xié)議的每一層都定義了一個標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。此外，L2CAP還將向高層提供組抽象(Group Abstraction)的概念，用以將高層協(xié)議地址組映射到基帶的微微網(wǎng)實體中。L2CAP層的基本任務(wù)是為更高的協(xié)議層屏蔽低層傳輸協(xié)議的各種特性和細(xì)節(jié)。通信鏈路管理實體之間的通信是通過交換LMP_PDU分組來實現(xiàn)的，LMP_PDU將作為基帶ACL類型分組的有效級荷來被基帶傳輸。BD_ADDR類似于IEEE (Medium Access Control，即MAC)地址。這種分組被用作主控設(shè)備響應(yīng)和查詢響應(yīng)等用途。ID分組由設(shè)備訪問碼DAC或查詢訪問碼IAC構(gòu)成，分別對應(yīng)于Slave ID和查詢ID?；鶐Х纸M的第二個字段是分組頭(HEADER)，它包含了一些鏈路控制信息，負(fù)責(zé)流控及校驗。訪問碼分為三類:信道訪問碼CAC(Channel Access Code),設(shè)備訪問碼DAC (Device Access Code)和查詢訪問碼IAC (Inquir Access Code)。ACL鏈路是主控設(shè)備和微微網(wǎng)內(nèi)所有從屬設(shè)備之間一點對多點的基帶通信鏈路類型。 微微網(wǎng)微微網(wǎng)(Piconet)是藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信的基本組織形式，微微網(wǎng)中必須有且只能有一個主控設(shè)備(Master)，可以有最多7個活動的從屬設(shè)備(Slave)。在Scatter net中，一個藍(lán)牙設(shè)備可以充當(dāng)若干個Piconet的Slave，但是只能充當(dāng)某一個Piconet的Master。(3)主從切換過程(Master/Slave Switch)。尋呼過程用來和設(shè)備地址已知的通信對象建立連接。在圖32中概括了藍(lán)牙基帶的主要功能。藍(lán)牙的應(yīng)用框架包括通用接入框架、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用框架、無繩電話框架、串口框架、內(nèi)部通信框架、頭戴設(shè)備框架、撥號上網(wǎng)框架、傳真框架、局域網(wǎng)接入框架、通用對象交換框架、對象推送框架、文件傳送框架和同步框架等。前者可用來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換前的各種設(shè)置或轉(zhuǎn)換過程中的狀態(tài)讀出，表22將其給出。實際上可以把模數(shù)轉(zhuǎn)換器看作一個實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的編碼器。Fosc信號經(jīng)過分頻產(chǎn)生出CPUCLK信號，同時，32768Hz信號經(jīng)時基信號發(fā)生器的分頻處理，為定時/計數(shù)器提供時鐘源信號并為中斷系統(tǒng)提供各種時基的中斷源信號。通過設(shè)置還可以使口位具有輸出緩存功能，以避免該口在被設(shè)為輸入端口時管腳上輸入電平的狀態(tài)會影響到輸出的狀態(tài)。 SPCE061A的片內(nèi)外設(shè)部件這一節(jié)將圍繞181。4MB的存儲器地址可以映射成64頁，每一頁有64KB的存儲容量，其地址取決于16位寄存器或存儲器的值。異常中斷表示為非常重要的事件，一旦發(fā)生，CPU必須立即進(jìn)行處理。圖23 181。通常，地址線高6位稱為頁碼（page）；而低16位則稱為存儲器地址的偏移量（offset）。堆棧的最大容量范圍限制在2KB的RAM內(nèi)，即地址位0x000000～0x0007FF的存儲器范圍中。39。39。 SPCE061A內(nèi)核的硬件結(jié)構(gòu)SPCE061A 是繼181。39。另外，181。39。第五章分析了基于凌陽單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集與以藍(lán)牙技術(shù)為基礎(chǔ)的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的融合原理，討論了其實現(xiàn)的軟件及硬件細(xì)節(jié)。Bluetooth協(xié)議采取了開放的結(jié)構(gòu)，廠商可以在核心協(xié)議的基礎(chǔ)上開發(fā)自己專用的應(yīng)用協(xié)議或增加一些通用的應(yīng)用協(xié)議。鏈路管理器及邏輯鏈路控制與自適應(yīng)協(xié)議層主要完成底層通信協(xié)議(如物理層、MAC層)的功能，鏈路管理器主要負(fù)責(zé)基帶連接的設(shè)定及管理，L2CAP負(fù)責(zé)基帶數(shù)據(jù)的分段及重組、多路復(fù)用和服務(wù)質(zhì)量(QoS)等功能。數(shù)據(jù)采集技術(shù)雖然己經(jīng)發(fā)展了很多年，但是仍然是當(dāng)今科技關(guān)注的熱點，無論在工礦企業(yè)還是在實驗室其應(yīng)用都相當(dāng)廣泛。在這個階段，有線通信著重發(fā)展交換和通信網(wǎng)，以便擴(kuò)大通信范圍。 通信技術(shù)也是信息科學(xué)的一個重要方面，近幾年來隨著計算機(jī)、信息處理與存儲等技術(shù)的日益精湛，通信技術(shù)也得到迅速的發(fā)展。再次，提出了實現(xiàn)HCI的方案，具體對HCI功能規(guī)范進(jìn)行說明，提供了系統(tǒng)流程、軟件接口、硬件接口和軟件模塊等的說明以及系統(tǒng)軟硬件的具體實現(xiàn)方法。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計大學(xué)畢業(yè)設(shè)計便攜式無線數(shù)據(jù)采集終端的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。最后基于以上研究，設(shè)計出系統(tǒng)硬件電路圖，并對電路圖中各個模塊進(jìn)行描述，結(jié)合硬件電路給出系統(tǒng)運(yùn)作的流程圖。采用通信技術(shù)來傳輸信息在現(xiàn)代社會是十分流行和重要的，它己經(jīng)變成人們生活和工作的必需，社會發(fā)展的重要工具。無線通信著眼于點對點的通信，作為通信網(wǎng)中傳輸鏈路的組成部分。將藍(lán)牙技術(shù)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)相結(jié)合，集成在一起組成數(shù)據(jù)采集與無線數(shù)傳模塊，設(shè)計出體積小、功耗低、安裝維護(hù)方便的便攜式產(chǎn)品，就是本課題所研究的主要內(nèi)容，這無論在國內(nèi)或者國際上都是較為先進(jìn)的。主機(jī)控制器接口提供Bluetooth與主機(jī)設(shè)備之間連結(jié)接口的控制指令。藍(lán)牙技術(shù)在具有各種突出優(yōu)點的同時，也有其難以克服的弊端，如互操作性差，存在安全性問題等，此外還有來自超寬帶和WLAN等技術(shù)的競爭。最后在結(jié)論中對論文工作總結(jié)與展望。nSP?16位微處理器芯片。39。nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。39。nSP?為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇，也可以作控制核心使用。nSP?的內(nèi)核主要是由CPU掌管和操作，其基本上由總線、算術(shù)運(yùn)算邏輯單元、寄存器組、中斷系統(tǒng)和堆棧等部分組成。BP是基址指針寄存器，用于變址尋址方式[BP+IM6]。因而，通過segment和offset的配合即可產(chǎn)生22位地址線。39。軟件中斷是由軟件指令break產(chǎn)生的中斷，其向量地址為FFF5H。整個片內(nèi)存儲器可以分為靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器SRAM和程序存儲器ROM兩塊區(qū)域。39。 時鐘系統(tǒng)SPCE061A時鐘電路采用晶體振蕩電路。 定時/計數(shù)器SPCE061A提供了兩個16位的定時/計數(shù)器：TimerA和TimerB。SPCE061A采用逐次逼近式原理實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。 表22 ADC的控制要素 控制要素寫人控制單元讀出控制單元工作方式手動自動（1） 手動方式下模擬電壓比較結(jié)果（2） 轉(zhuǎn)換是否完成標(biāo)志位采樣/保持開關(guān)位置A/D轉(zhuǎn)換允許/禁止自動增益功能設(shè)置/取消模擬通道控制LINE_IN(屏蔽功能) SPCE061A最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)接線如圖26所示，在OSC0、OSC1端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入VCP端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作。隨著用戶用法模型的增多以及藍(lán)牙應(yīng)用的擴(kuò)展，藍(lán)牙的用戶應(yīng)用框架也會逐漸增多。 圖32 藍(lán)牙基帶功能 藍(lán)牙通信過程(1)查詢過程(inquiry)。Master在不同跳頻頻率點上按3200次/秒的規(guī)律發(fā)送包含DAC的消息，DAC由Slave的BD_ADDR派生出來，所使用跳頻序列由Slave的設(shè)備地址決定。主從切換過程發(fā)生在Slave想成為Master的情況下Slave先發(fā)出切換請求消息，Master同意切換時就回發(fā)切換接受消息。某個藍(lán)牙設(shè)備之所以能夠成為幾個Piconet的Slave，是因為該設(shè)備存放有那幾個Piconet的Master BD_ADDR和相應(yīng)的時鐘偏移量，進(jìn)而以時分復(fù)用的方式與不同的Master進(jìn)行通信。主控設(shè)備是指發(fā)起本次通信的藍(lán)牙設(shè)備，該微微網(wǎng)的基本特征(跳頻序列，時隙分割等)都是由主控設(shè)備唯一確定的。在沒有為SCO鏈路預(yù)留時隙的情況下，主控設(shè)備可以對任意從屬設(shè)備在單時隙上建立ACL鏈路。信道訪問碼用來標(biāo)識微微網(wǎng)，并由微微網(wǎng)唯一確定。在表31中列出了分組頭部分所包含的字段及相關(guān)描述。它的長度為68bit。POLL分組本身并不攜帶任何有效載荷，但它需要收方確認(rèn)接收成功。 如圖34所示，從最低有效位(Last Significant Bit，即LSB)到最高有效位(Most Significant Bit，即MSB)，這個48比特的地址段被分成3部分:低端地址部分(Lower Address Part，即LAP),高端地址部分(Upper Address Part，即UAP)以及非有效地址部分(Nonsignificant Address Part，即NAP)。 圖35 藍(lán)牙鏈路管理層功能在圖35中，描述了鏈路管理層在整個藍(lán)牙系統(tǒng)中的作用和它的功能。這樣，許多已經(jīng)開發(fā)成功的高層協(xié)議和應(yīng)用幾乎可以不作修改地在藍(lán)牙鏈路上運(yùn)行。L2CAP層信息流在設(shè)備間進(jìn)行傳輸，L2CAP層之間的通信是基于邏輯鏈路進(jìn)行的，這些邏輯鏈路被稱為邏輯信道。在這一節(jié)里，將簡要討論中N件協(xié)議組中的RFCOMM層和SDP層。換句話說，SDP為設(shè)備定義了發(fā)現(xiàn)其它設(shè)備提供的服務(wù)的方法，本系統(tǒng)沒有用上SDP。圖41 HCI軟件層次描述在主機(jī)系統(tǒng)的HCI驅(qū)動程序和藍(lán)牙的硬件HCI固件之間可能存在幾個層次。當(dāng)即收到事件時，HCI事件通知主機(jī)，當(dāng)主機(jī)發(fā)現(xiàn)存在一個事件它就通過分析接收的事件分組來決定發(fā)生了什么事件。根據(jù)在該事件中返回的信息和Read_Buffer_Size指令(該指令決定可以存儲到主機(jī)控制器中的HCI ACL和SCO分組的總數(shù)目)返回的參數(shù)，主機(jī)可以決定哪一個連接的HCI數(shù)據(jù)分組可以發(fā)送，在HCI每次發(fā)送數(shù)據(jù)分組之后，它就假設(shè)在主機(jī)控制器上該鏈路類型的存儲空間減少一個HCI數(shù)據(jù)分組的量。對于每個單獨的鏈接句柄，數(shù)據(jù)的發(fā)送過程必須與數(shù)據(jù)的生成過程一樣。主機(jī)控制器不一定要把這些通知主機(jī)，如果在主機(jī)控制器到主機(jī)方向上的流量控制還處于打開狀態(tài)，主機(jī)控制器就可以假設(shè)主機(jī)在收到斷開鏈接完成事件后，清除緩沖器中的數(shù)據(jù)，即主機(jī)將關(guān)閉流量控制，主機(jī)也不一定要把該消息通知主機(jī)控制器。除非特殊聲明，所有的值都用二進(jìn)制和十六進(jìn)制的Little Endian格式表示。這些傳輸機(jī)制為主機(jī)提供向主機(jī)控制器發(fā)送HCI指令、ACL數(shù)據(jù)和SCO數(shù)據(jù)的能力，同時還向主機(jī)提供從主機(jī)控制器接收HCI事件、ACL數(shù)據(jù)和SCO數(shù)據(jù)的能力。圖42 HCI命令數(shù)據(jù)包當(dāng)主機(jī)控制器完成大部分指令，它就向主機(jī)發(fā)送一個指令完成事件。如果一個指令發(fā)生錯誤，并且沒有返回指令完成事件，所有的返回與該指令有關(guān)的參數(shù)都是無效的。鏈路策略指令為主機(jī)提供影響鏈路管理器管理匹克網(wǎng)的方式的途徑，當(dāng)使用鏈路策略指令時，LM將繼續(xù)控制匹克網(wǎng)和散射網(wǎng)的建立和維護(hù)，但要依賴可調(diào)節(jié)的策略參數(shù)。主機(jī)設(shè)備不能對這些參數(shù)進(jìn)行任何改動。對于測試指令，OGF值為OxO6。該分組用于在主機(jī)和主機(jī)控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。對于從主機(jī)控制器到主機(jī)發(fā)送的HCI數(shù)據(jù)分組，如果主機(jī)Broadcast_Flag是01或10,鏈接句柄參數(shù)應(yīng)該包括到主節(jié)點的ACL鏈接的句柄。本課題采用的是UART傳輸層。表43 HCI分組指示符HCI分組類型HCI分組指示符HCI指令分組0x01HCI ACL數(shù)據(jù)分組0x02HCI SCO數(shù)據(jù)分組0x03HCI事件分組0x04 HCI分組指示在HCI分組發(fā)送之前發(fā)送，所有的4種分組都有一個長度字段，用于決定HCI分組希望的長度。在硬件電路的設(shè)計中最重要的是所用元器件的選型，特別是主要元器件的選型。其中，凌陽單片機(jī)已在第二章單獨講解了，下面就其它模塊進(jìn)行逐一簡述。MBM02模塊高靈敏性接收，低成本，體積小巧，低功耗，用于藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。要注意的是USB和UART口必須分開使用。UART接口提供四根信號線，TXD與RXD是輸入輸出數(shù)據(jù)線；RTS與CTS是控制線，可用來進(jìn)行流量控制，避免臨時的UART緩沖區(qū)溢出。偶極天線的外觀是圓柱狀或薄片狀，通常有兩種外接接線方式，一種是在天線低端有一接頭為能量饋人點，可與藍(lán)牙模塊的射頻電路連接。②是直接用直流電源產(chǎn)生電壓信號，通過連接一個滑動變阻器改變其實時電壓再連接凌陽單片機(jī)。為了提高抗干擾性能，采用外加電源方式對傳感器供電。因此。這里是滿足條件的，輸出電壓也是在0到1A之間。在復(fù)位引腳XRESB端接了個按鍵復(fù)位電路。 圖59 溫度采集主程序 圖510 讀取溫度子程序 片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換考慮到單片機(jī)片內(nèi)A/，而DS18B20正好可以滿足其條件。當(dāng)ADC完成轉(zhuǎn)換時，RDY信號變?yōu)椤?”。圖中溫度傳感器使一根總線與凌陽單片機(jī)相連，本系統(tǒng)使用的是IOB15引腳。由上前提，電源管理模塊硬件原理圖為圖58所示。其引腳圖如圖56和圖57所示。獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。③是利用溫度傳感器對溫度信號的實時采集并轉(zhuǎn)換成電壓信號與凌陽單片機(jī)相連接。倒F天線只需要利用金屬導(dǎo)體配合適當(dāng)?shù)酿伨€及天線短路接到接地面的位置，孤兒成