【正文】 統(tǒng)設(shè)計框圖 .......................................................................................................... 10 軟 件設(shè)計原理及設(shè)計所用工具 .............................................................................. 10 軟件設(shè)計原理 .............................................................................................. 11 設(shè)計所用工具 .............................................................................................. 17 HostTestRelease 主機編 程 ................................................................................... 19 SimpleBLEPeripheral 從機編程 ........................................................................... 22 5 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................................................................................................. 27 調(diào)試平臺介紹 .......................................................................................................... 27 調(diào)試步驟 .................................................................................................................. 27 6 總結(jié)與體會 .......................................................................................................................... 30 7 謝辭 ...................................................................................................................................... 31 8 參考文獻 .............................................................................................................................. 32 9 附錄 ...................................................................................................................................... 33 附錄一 電路原理圖 ................................................................................................................ 33 附件二 相關(guān)設(shè)計設(shè)計軟件 .................................................................................................... 34 附件三 外文翻譯資料 ............................................................................................................ 35 第 1 頁 1 前言 伴隨著科技的發(fā)展，電子技術(shù)的不斷地革新，生活水平的大大提高，人們對家庭生活也提出了更高的要求，而照明作為家庭生活的一個重要組成部分，向智能化的發(fā)展似乎也迫在眉睫了。 BLE 網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)多個 BLE 從機與一個 BLE 主機連接，也可以由單個的 BLE 從機與 BLE 主機相連接，不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲對應(yīng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，而本次設(shè)計實現(xiàn)的是單個 BLE 主、從機之間的連接。在新版規(guī)范里，因為 無線協(xié)議從而使藍牙 的傳輸速度大照明電路 MCU 控制模塊普通藍牙傳輸模塊電源模塊LED 電路 MCU 控制模塊低功耗藍牙傳輸模塊電源模塊 第 3 頁 大提高了。具有超低工作循環(huán)設(shè)計。可以實現(xiàn)藍牙 設(shè)備通過 WiFi與其它設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸；藍牙 中則在 版本的基礎(chǔ)上拓展出新的功能結(jié)構(gòu)，同 時設(shè)計了低功耗工作模式，這使其性能更加的完善。而本設(shè)計采用的是 PCB 天線，其天線電路圖如圖 所示。 圖 下載調(diào)試電路 特殊器件的介紹 藍牙 CC2540 芯片 CC2540 集成了 射頻收發(fā)器，是一款完全兼容 8051 內(nèi)核的無線射頻單片機，它完美的兼容了藍牙低功耗協(xié)議棧，非常適合藍牙低功耗的開發(fā)和應(yīng)用，它有 3 個不同的存儲器訪問總線： 特殊功能寄存器（ SFR）； 數(shù)據(jù)（ DATA）； 代碼 /外部數(shù)據(jù)（ CODE/XDATA）。它是作用是可以配合 TI PacketSniffer 軟件實現(xiàn) BLE 的無線抓包，另外可以配合 PC 端的 BTool軟件實現(xiàn) PC端的 BTool 主機。 當(dāng)然我們也需要注意到一些注意事項，該協(xié)議雖然是統(tǒng)一的，但是它的表現(xiàn)形式卻是不斷變換的的，即不同的廠家提供的協(xié)議棧是不同的，有時候這種差距還是很大，因此我們在選擇與調(diào)用的時候需要特別注意的。 第 13 頁 屬性協(xié)議層簡稱為“屬性”，能夠通過它向其他設(shè)備展示自己特定的屬性數(shù)據(jù)，在一些環(huán)境中，我們也把展示設(shè)備屬性的設(shè)備稱作為服 務(wù)器，如在 ATT 環(huán)境中，當(dāng)然有服務(wù)器就會有相應(yīng)的客戶端，它是與屬性設(shè)備配對的設(shè)備，并且主機和從機的鏈路層狀態(tài)是與相應(yīng)設(shè)備的 ATT 角色是相互獨立各不相關(guān)。 其中，在藍牙 BLE 協(xié)議棧內(nèi)嵌操作系統(tǒng)中，關(guān)中斷是 我們經(jīng)常采用的方法。 第 15 頁 硬件抽象層 HAL 硬件抽象層（ HAL）是一層提供硬件服務(wù)而又不涉及太多硬件細節(jié)的，是為應(yīng)用程序提供訪問 GPIO、 UART、 ADC 等硬件的接口。當(dāng)它收到這一階段的掃描回應(yīng)后，通過系統(tǒng)判斷便知道它是一個可以連接的外部設(shè)備，這一過程我們稱之為設(shè)備的發(fā)現(xiàn)過程。這個請求包含 4 個參數(shù)：最小連接間隔、最大連接間隔、從機延遲、超時。 GATT 定義了在 BLE 連接中發(fā)現(xiàn)、讀取和寫入屬性的子過程。其特點如下： C 語言。 目錄 \Accessories\BTool 里存放的是 BTOOL 的 安裝文件，不過不需要手動安裝，因為剛才安裝協(xié)議棧的時候已經(jīng)安裝 BTOOL。 BTool BTool 是一款 TI 公司出品的，與 CC2540 開發(fā)配套的 PC 端應(yīng)用程序，通過使用主機控制接口（ HCI）命令的方式與藍牙 BLE 外設(shè)通信。 Projects\ble\HostTestApp\CC2540\ 進入 主體源文件。其函數(shù)如圖 所示 第 21 頁 圖 串口 應(yīng)用初始化函數(shù) 第 33 行：設(shè)置波特率，本設(shè)計使用的是 57600。 第 66 行：調(diào)用 HalUARTRead 讀取 uart 緩存里的數(shù)據(jù)到 pktBuffer 中。 313 行：設(shè)置主機掃描回應(yīng)數(shù)據(jù)。開始進入任務(wù)函數(shù)循環(huán)。系統(tǒng)在接收到數(shù)據(jù)時會調(diào)用這個 callback 向我們發(fā)出通知。至此，基本配置已經(jīng)完成。 未來展望：在畢業(yè)設(shè)計中也牽涉到時間緊，任務(wù)重，其他事務(wù)等客觀原因的影響，使得沒能搞懂搞透這個通信協(xié)議，但是藍牙 BLE 的未來發(fā)展前景良好，我對它也是很感興趣，希望在以后的日子里繼續(xù)學(xué)習(xí)，從身邊應(yīng)用做起，做出自己的藍牙臺燈、藍牙鼠標(biāo)等等。如果不是遇見他們我的大學(xué)生活可能會完全不同。 第 33 頁 9 附錄 附錄一 電路原理圖 第 34 頁 附件二 相關(guān)設(shè)計設(shè)計軟件 第 35 頁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯 附件三 外文翻譯資料 驅(qū)動芯片 IW170600 介紹 TI CC2540 芯片介紹 CC2540 是一款低成本，低功耗，采用 systemonchip(SOC)技術(shù)的藍牙芯片。 只需一個晶體，即可滿足組網(wǎng)需要 。 電流消耗小 (當(dāng)微控制器內(nèi)核運行在 32MHz 時， RX 為 ， TX 為 24mA)?？啥ㄖ飘a(chǎn)品功能。還能實現(xiàn)解決不同電 子產(chǎn)品間的互操作問題，電池壽命也可顯著延長。濾波電容離芯片的模擬電源管腳與數(shù)字電源管越近濾波效果越好。該方案匹配電路簡單，設(shè)計所需硬件資源少，但是對射頻電路加工精度有較高要求 2 用阻抗匹配芯片實現(xiàn)，此種情況下由于復(fù)雜的電路可以用一個匹配芯片代替，從而設(shè)計方便、電路集成度高。 藍牙模塊天線小型化設(shè)計 由于所設(shè)計的藍牙模塊的尺寸限制，以及對模塊的小型化要求，本設(shè)計采用小型化的印制倒 F 型天線作為藍牙模塊的射頻天線，該印制天線可以繼承在藍牙模塊的電路板上，與傳 統(tǒng)藍牙模塊外界單極鞭狀天線相比極大的縮減模塊空間，并且該天線具有，低剖面、小型化、零成本的優(yōu)勢。選擇適當(dāng)?shù)某叽纾涂梢越档吞炀€的諧振頻率，諧振頻率降低但天線總尺寸不變，從而等效于減小了天線的尺寸，實現(xiàn)了小型化。 3 變壓器阻抗匹配 4 采用由電抗元件電容 C、電阻 R 以及電感 L 等分立元件組合成的 L 型匹配網(wǎng)絡(luò)、 T型匹配網(wǎng)絡(luò)、Ⅱ型匹配網(wǎng)絡(luò)進行阻抗匹配。但這個穩(wěn)壓器需連 接一個去耦電容以提高電源工作時的穩(wěn)定性，在電路設(shè)計中只需在 CC2540 芯片管腳 40 接一個 1uF 的電容便可實現(xiàn)。PC、平板、手表等低功耗外圍設(shè)備 (HID 設(shè)備、遙控器等 )。此模塊具有功耗低、體積小、傳輸距離遠、抗干擾能力強等特點。 處于工作模式 1 時電流為 ，喚醒系統(tǒng)僅需 530us，處于工作模式 2 時電流為 第 36 頁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯 1uA 并睡眠定時器 。 輸入 8～ 14 位 ADC8 路及通用 I/O 引腳 21 個，其中 2 個支持 20mA 輸入輸出 。 CC2540 的內(nèi)核是一款行業(yè)