【正文】 統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 .......................................................................................................... 10 軟 件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具 .............................................................................. 10 軟件設(shè)計(jì)原理 .............................................................................................. 11 設(shè)計(jì)所用工具 .............................................................................................. 17 HostTestRelease 主機(jī)編 程 ................................................................................... 19 SimpleBLEPeripheral 從機(jī)編程 ........................................................................... 22 5 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................................................................................................. 27 調(diào)試平臺(tái)介紹 .......................................................................................................... 27 調(diào)試步驟 .................................................................................................................. 27 6 總結(jié)與體會(huì) .......................................................................................................................... 30 7 謝辭 ...................................................................................................................................... 31 8 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 32 9 附錄 ...................................................................................................................................... 33 附錄一 電路原理圖 ................................................................................................................ 33 附件二 相關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軟件 .................................................................................................... 34 附件三 外文翻譯資料 ............................................................................................................ 35 第 1 頁(yè) 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(duì)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(gè)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(shí)現(xiàn)多個(gè) BLE 從機(jī)與一個(gè) BLE 主機(jī)連接，也可以由單個(gè)的 BLE 從機(jī)與 BLE 主機(jī)相連接，不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)應(yīng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，而本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是單個(gè) BLE 主、從機(jī)之間的連接。在新版規(guī)范里，因?yàn)? 無線協(xié)議從而使藍(lán)牙 的傳輸速度大照明電路 MCU 控制模塊普通藍(lán)牙傳輸模塊電源模塊LED 電路 MCU 控制模塊低功耗藍(lán)牙傳輸模塊電源模塊 第 3 頁(yè) 大提高了。具有超低工作循環(huán)設(shè)計(jì)?？梢詫?shí)現(xiàn)藍(lán)牙 設(shè)備通過 WiFi與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；藍(lán)牙 中則在 版本的基礎(chǔ)上拓展出新的功能結(jié)構(gòu)，同 時(shí)設(shè)計(jì)了低功耗工作模式，這使其性能更加的完善。而本設(shè)計(jì)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(lán)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(jī)，它完美的兼容了藍(lán)牙低功耗協(xié)議棧，非常適合藍(lán)牙低功耗的開發(fā)和應(yīng)用，它有 3 個(gè)不同的存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn) BLE 的無線抓包，另外可以配合 PC 端的 BTool軟件實(shí)現(xiàn) PC端的 BTool 主機(jī)。 當(dāng)然我們也需要注意到一些注意事項(xiàng)，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(shí)候這種差距還是很大，因此我們?cè)谶x擇與調(diào)用的時(shí)候需要特別注意的。 第 13 頁(yè) 屬性協(xié)議層簡(jiǎn)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(huì)有相應(yīng)的客戶端，它是與屬性設(shè)備配對(duì)的設(shè)備，并且主機(jī)和從機(jī)的鏈路層狀態(tài)是與相應(yīng)設(shè)備的 ATT 角色是相互獨(dú)立各不相關(guān)。 其中，在藍(lán)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(yè) 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(xì)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(gè)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(gè)請(qǐng)求包含 4 個(gè)參數(shù)：最小連接間隔、最大連接間隔、從機(jī)延遲、超時(shí)。 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(diǎn)如下： C 語(yǔ)言。 目錄 \Accessories\BTool 里存放的是 BTOOL 的 安裝文件，不過不需要手動(dòng)安裝，因?yàn)閯偛虐惭b協(xié)議棧的時(shí)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(jī)控制接口（ HCI）命令的方式與藍(lán)牙 BLE 外設(shè)通信。 Projects\ble\HostTestApp\CC2540\ 進(jìn)入 主體源文件。其函數(shù)如圖 所示 第 21 頁(yè) 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(jì)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(jī)掃描回應(yīng)數(shù)據(jù)。開始進(jìn)入任務(wù)函數(shù)循環(huán)。系統(tǒng)在接收到數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)調(diào)用這個(gè) 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(jì)中也牽涉到時(shí)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(gè)通信協(xié)議，但是藍(lán)牙 BLE 的未來發(fā)展前景良好，我對(duì)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(lán)牙臺(tái)燈、藍(lán)牙鼠標(biāo)等等。如果不是遇見他們我的大學(xué)生活可能會(huì)完全不同。 第 33 頁(yè) 9 附錄 附錄一 電路原理圖 第 34 頁(yè) 附件二 相關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軟件 第 35 頁(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 附件三 外文翻譯資料 驅(qū)動(dòng)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(lán)牙芯片。 只需一個(gè)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(yùn)行在 32MHz 時(shí)， RX 為 ， TX 為 24mA)?？啥ㄖ飘a(chǎn)品功能。還能實(shí)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(zhǎng)。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(jiǎn)單，設(shè)計(jì)所需硬件資源少，但是對(duì)射頻電路加工精度有較高要求 2 用阻抗匹配芯片實(shí)現(xiàn)，此種情況下由于復(fù)雜的電路可以用一個(gè)匹配芯片代替，從而設(shè)計(jì)方便、電路集成度高。 藍(lán)牙模塊天線小型化設(shè)計(jì) 由于所設(shè)計(jì)的藍(lán)牙模塊的尺寸限制，以及對(duì)模塊的小型化要求，本設(shè)計(jì)采用小型化的印制倒 F 型天線作為藍(lán)牙模塊的射頻天線，該印制天線可以繼承在藍(lán)牙模塊的電路板上，與傳 統(tǒng)藍(lán)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(shì)。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(shí)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(jìn)行阻抗匹配。但這個(gè)穩(wěn)壓器需連 接一個(gè)去耦電容以提高電源工作時(shí)的穩(wěn)定性，在電路設(shè)計(jì)中只需在 CC2540 芯片管腳 40 接一個(gè) 1uF 的電容便可實(shí)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(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 處于工作模式 1 時(shí)電流為 ，喚醒系統(tǒng)僅需 530us，處于工作模式 2 時(shí)電流為 第 36 頁(yè) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 1uA 并睡眠定時(shí)器 。 輸入 8～ 14 位 ADC8 路及通用 I/O 引腳 21 個(gè)，其中 2 個(gè)支持 20mA 輸入輸出 。 CC2540 的內(nèi)核是一款行業(yè)