【正文】 如果不是遇見他們我的大學(xué)生活可能會(huì)完全不同 。 31 圖 412 串口值打印函數(shù) 32 5 系統(tǒng)安裝與測(cè)試 分別將編譯的 SimpleBLEPeripheral和 HostTestRelease 下載到 從機(jī)板和 USBDongle。 3. 封裝串口打印函數(shù)。 當(dāng)主機(jī)調(diào)用 GATT_ReadCharValue 后，讀取到的 value，會(huì)在 GATT_MSG_EVENT中通知我們，如圖 47 所示 。 25 26 圖 45 SimpleBLEPeripheral_Init 任務(wù)初始化函數(shù) 314 行：設(shè)置從機(jī)廣播數(shù)據(jù)。這種方式提供最低的成本和功耗，大部分實(shí)際應(yīng)用都采用這種方式。這些值代表了外設(shè)所要求的連接參數(shù)。集中器收到廣告數(shù)據(jù)后，向外部設(shè)備發(fā)送掃描請(qǐng)求，然后外部設(shè)備將特定的數(shù)據(jù)回應(yīng)給集中器，稱為掃描回應(yīng)。 該變量的聲明為： uint8 taskCnt。這一層可以是軟件 API 或硬件接口，如 UART、 SPI、 USB。 LCD 電路設(shè)計(jì)如圖 38 所示。 10 Flash Programmer Flash Programmer 也是一款 TI 的官方軟件， 與 SmartRF04EB 配合 使用 ，向 EM 開發(fā)板燒寫 HEX 文件 。 ? 內(nèi)存模式選擇。位于系統(tǒng)核心存儲(chǔ)器交叉開關(guān)使用 SFR 總線將 CPU、 DMA 控制器與物理存儲(chǔ)器和所有的外接設(shè)備連接起來。 藍(lán)牙 技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要產(chǎn)物之一，它作為一種低功耗、高可靠性和較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸 標(biāo)準(zhǔn)， 為各行各業(yè)提供了更多 發(fā)展空間和工作效率。重點(diǎn)對(duì)未來的應(yīng)用前景 進(jìn)行分析。 利用它可以作為無線數(shù)據(jù)采集和收發(fā)的無線終端 ，藍(lán)牙 技術(shù)構(gòu)建的無線數(shù)據(jù)采 集傳輸模塊， 具有功耗低，可靠性高 和高安全性 的優(yōu)點(diǎn) ，可以用作無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集端 。 畢業(yè)論文 基于 CC2540 的藍(lán)牙 模塊與 PC 機(jī)通信設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（論文），是我個(gè)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。 因此，研究藍(lán)牙 技術(shù)構(gòu)建的 與 PC 機(jī)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸通信的系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。 藍(lán)牙技術(shù)的研究與開發(fā)在國(guó)外起步早，經(jīng)驗(yàn)和資源積累較為豐富， 從藍(lán)牙的發(fā)展歷史來看，藍(lán)牙技術(shù)由愛立信公司于 1994 年創(chuàng)立，后來由 Nokia、蘋果公司和三星所創(chuàng)立的藍(lán)牙興趣小組旨在全世界范圍內(nèi)建立小范圍的無線通信技術(shù)。 比如糧食倉(cāng)庫(kù) 中 ， 糧食的保存和溫度有十分密切的關(guān)系 ，適宜 的溫度能使 糧食 保存的時(shí)間更長(zhǎng)而 且 不會(huì)變質(zhì)。 CC2540 的 Flash 容量可以選擇，有 128KB、 256KB，這就是 CC2540 單片機(jī)的在線可編程非易失性存儲(chǔ)器，并且映 射到代碼和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。 為了滿足本設(shè)計(jì)的需求， 使用的 IAR 版本是 。 11 3 系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法和工具 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化的方法，即首先設(shè)計(jì)出 CC2540 核心板，再設(shè)計(jì)出其外圍電路，之后整體調(diào)試。 圖 38 LCD 電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) CC2540 內(nèi)部集成了上電復(fù)位電路，為了方便程序調(diào)試，本設(shè)計(jì) 在板子 上加了一個(gè)按鍵用來在線復(fù)位，尤其當(dāng)使用 UART 轉(zhuǎn)串口時(shí)，直接斷電會(huì)導(dǎo)致 PC 設(shè)備異常，這樣復(fù)位按鍵就能夠起到很好的系統(tǒng)復(fù)位功能。 邏輯鏈路控制及自適應(yīng)協(xié)議層（ Logical Link Control and Adaptation Protocol）為上層提供數(shù)據(jù)封裝服務(wù)，允許邏輯上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信。其中 uint8 的定義為： typedef unsigned char uint8。集中器收到掃描回應(yīng)后，便知道這是一個(gè)可以建立連接的外部設(shè)備，這 22 就是設(shè)備發(fā)現(xiàn)的全過程。當(dāng)集中器收到請(qǐng)求后，可以選擇接受或拒絕這些新的參數(shù)。SimpleBLEPeripheral和 SimpleBLECentral 示例 工程都是采用單一設(shè)備的配置方式。 313 行：設(shè)置主機(jī)掃描回應(yīng)數(shù)據(jù) 。 圖 47 GATT 處理函數(shù) 如上文所述，這里的 Peripheral 是作為 GATT 的 service 端，而主機(jī)是作為 GATT 的client 端，兩者在數(shù)據(jù)的通信接口上有很大的區(qū)別。 在 中有一個(gè)串口初始化函數(shù)： HalUARTInit()，但編程不是針對(duì)它，HalUARTInit()在芯片上電階段就會(huì)調(diào)用 。從機(jī)板使用的是 USB 供電。還要感謝我的父母，他們不辭辛勞地培養(yǎng)我，教育我，供我讀大學(xué)。 最后要感謝我的同學(xué)們，是他們的幫助和陪伴，讓我的大學(xué)四年過得十分快樂且充滿意義。 函數(shù)如圖 412 所示。 2. 編寫數(shù)據(jù)接收回調(diào)函數(shù)。當(dāng)使用 CC2540EM 核心板時(shí)，不做任何處理。 SimpleBLEPeripheral_Init 任務(wù)初始化函數(shù)，如圖 45 所示。 藍(lán)牙 BLE 軟件開發(fā)平臺(tái)支持兩種不同的應(yīng)用開發(fā)配置： 1. 單一設(shè)備 ： 控制器、主機(jī)、配置文件、應(yīng)用程序在一片 CC2540 上實(shí)現(xiàn)，這是最簡(jiǎn)單和最常見的配置 。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)。廣告內(nèi)容包括設(shè)備地址以及一些額外的數(shù)據(jù)，如設(shè)備名等。 在 新推出的 藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧中， 其中有三個(gè)變量值得一提： 20 tasksCnt：該變量保存了任務(wù)的總個(gè)數(shù)。 主機(jī)和控制器之間 的 標(biāo)準(zhǔn)的通信接口 是在 主機(jī)控制器接口 層實(shí)現(xiàn)的 。 15 圖 37 五向按鍵電路圖 LCD12864 電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用小型的 12864 作為系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)，該 LCD 采用 SPI 接口。 因此，可以在 PC 端使用 Btool 工具來進(jìn)行藍(lán)牙外設(shè)應(yīng)用程序的開發(fā)調(diào)試。 ? 高效浮點(diǎn)支持。某些中斷還可以將 CC2540 從睡眠模式喚醒。 研究目的和意義 物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今科技和技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)為我們的生活和工作帶來了巨大的 改變 。 2 1 緒論 藍(lán)牙應(yīng)用現(xiàn)狀 本節(jié)對(duì) 藍(lán)牙 無線傳輸 的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)并進(jìn)行了對(duì)比分析。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 摘 要 CC2540 模塊是 TI（ Texas Instruments）公司 開發(fā)的一款用于藍(lán)牙 開發(fā)的系統(tǒng)單晶片解決方案。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。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)并制作 基于 CC2540 模塊的數(shù)據(jù)采集終端 。伴隨著后來的藍(lán)牙特別興趣小組的成立，使得藍(lán)牙技術(shù)成為未來的一種全新的通信標(biāo)準(zhǔn)成為可能。 但是傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)都是通過有線的方式連接傳感器， 而且傳感器的位置一旦被固定后， 今后需要更換位置不是很方便。除了保存程序代碼和常亮之外，非易失性存儲(chǔ)器允許應(yīng)用程序保存必要的數(shù)據(jù)，以保證這些數(shù)據(jù)在設(shè)備重啟后可用。 藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧 BLE 協(xié)議棧需要先自己安裝， 里面存放的是協(xié)議棧源碼 ， TI 會(huì)陸續(xù)更新協(xié)議棧版本， 但是本設(shè)計(jì)為了配合 IAR 的版本，所以選擇使用 版本的 BLE 協(xié)議棧。系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具軟件采用 Altium Designer 。 復(fù)位電路如圖 39 所示。 安全管理層（ Security Manager）定義了配對(duì)和密鑰方式，并為協(xié)議棧其它層與另一個(gè)設(shè)備之間的安全連接和數(shù)據(jù)交換提供服務(wù)。 taskEvents：這是一個(gè)指針 ； 該變量的聲明為： uint16 *taskEvents。此時(shí)，集中器可以向外部設(shè)備發(fā)起建 立連接的請(qǐng)求。 連接可以被主機(jī)或從機(jī)以任何原因自動(dòng)終止。 2. 網(wǎng)絡(luò)處理器 ： 控制器和主機(jī)部分在 CC2540 上執(zhí)行， 而應(yīng)用程序和 Profiles 在另一個(gè)設(shè)備執(zhí)行。 主機(jī)和從機(jī)是這樣開機(jī)工作的： 從機(jī)開啟廣播，然后主機(jī)掃描廣播的從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接收到主機(jī)的掃描請(qǐng)求后，會(huì)主動(dòng)發(fā)送掃描回應(yīng)數(shù)據(jù)。 在從機(jī)里，接收數(shù)據(jù)是通過一個(gè) GATT Callback 回調(diào)函數(shù)。而本設(shè)計(jì)中的串口初始化函數(shù) ，是我們需要在任務(wù)函數(shù)中調(diào)用的初始化串口配置用 。 打開從機(jī)板開關(guān)使其開機(jī) 工作 ， 這時(shí)從機(jī)板的 LCD 上會(huì)顯示 其從機(jī)程序、 設(shè)備地址和它的狀態(tài)，如圖 51 所示。 我想對(duì)他們說的只有感謝！ 35 參考文獻(xiàn) [1] 歐陽(yáng)駿 陳子龍 黃寧淋 .藍(lán)牙 BLE 開發(fā)完全手冊(cè) —— 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù) [M]. 北京：化工出版社， 20xx,4. [2] 張紅，孫啟美，李鋒 。我們不僅從杭老師的身上學(xué)到了先進(jìn)實(shí)用的專業(yè)技能知識(shí)，更是學(xué)到了很多做人做學(xué)問的道理，這讓我們受益匪淺。 SerialPrintString()封裝了端口號(hào)和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度兩個(gè)參數(shù)， SerialPrintValue 函數(shù)向用戶 提供了打印數(shù)值功能，并且可以控制打印的數(shù)值顯示格式，如 10 進(jìn)制或者 16 進(jìn)制。該驅(qū)動(dòng)源 文件在如下目錄： \\Components\hal\target\CC2540EB\CC2540EB\ 調(diào)用 提供的 api方法一下： 1. 編寫串口初始化函數(shù)，配置 UART 波特率、流控制、緩沖區(qū)大小，數(shù)據(jù)接收回調(diào)函數(shù)等參數(shù)后，打開串口。 27 圖 46 系統(tǒng)消息處理函數(shù) 從這個(gè)函數(shù)內(nèi)容可以看到，在按鍵的處理前有一個(gè)宏定義， CC2540_MINIDK，當(dāng)使用 Keyfob 開發(fā)板運(yùn)行該 從機(jī)程序時(shí)，會(huì)有按鍵處理。也包含“ ”和“ ”，處理用戶接口功能； OUTPUT—— IAR 輸出的內(nèi)容。 BLE 協(xié)議棧開發(fā)平臺(tái)配置 TI公司免費(fèi)的藍(lán)牙 BLE軟件開發(fā)套件是完整地支持單模藍(lán)牙 BLE應(yīng)用開發(fā)的平臺(tái)，它基于 CC2540/CC2541 射頻單片機(jī)，是一套完整的 SoC 解決方案。 外設(shè)可以通過向集中器發(fā)送“連接參數(shù)更新請(qǐng)求”來改變連接設(shè)置，這個(gè)請(qǐng)求由協(xié)議棧的 L2CAP 層來處理。 在典型的藍(lán)牙低功耗系統(tǒng)中，外部設(shè)備廣告特定的數(shù)據(jù)，來使集中器知道它是一個(gè)可以連接的設(shè)備。在藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧 中， OSAL 主要提供如下功能： ? 任務(wù)注冊(cè)、初始化和啟動(dòng)； ? 任務(wù)間的同步、互斥； ? 中斷處理； ? 存儲(chǔ)器分配和管理； ? 提供定時(shí)器功能。 廣告設(shè)備不需要建立連接就可以發(fā)送數(shù)據(jù)；而掃描設(shè)備收聽廣播設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)；發(fā)起連接的設(shè)備通過發(fā)送連接請(qǐng)求來回應(yīng)廣播設(shè)備，如果廣播設(shè)備接受連接請(qǐng)求，那么廣播設(shè)備與發(fā)起連接的設(shè)備將會(huì)進(jìn)入連接狀態(tài)。五向按鍵設(shè)計(jì)電路如圖 37 所示。 Btool允許用戶使用基本的 BLE集中器設(shè)備功能，例如發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙外設(shè)或廣播設(shè)備、建立與外設(shè)的連接 、進(jìn)行 GATT 應(yīng)用數(shù)據(jù)的讀寫操作 、綁定服務(wù)等。 ? 內(nèi)建相應(yīng)芯片的程序 蘇 荷和內(nèi)部?jī)?yōu)化器 。當(dāng) CC2540 處于空閑模式時(shí)，任何的中斷可以把 CC2540 恢復(fù)到主動(dòng)模式。更值得一提的是，目前，藍(lán)牙 BLE 規(guī)范文檔已經(jīng)推出，但是各大國(guó)際公司和廠商所推出的硬件平臺(tái)和軟件開發(fā)系統(tǒng)不盡相同，這使得新一代藍(lán)牙技術(shù)的開發(fā)與研究更加具有開放性，不會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)出現(xiàn)被少數(shù)大公司技 術(shù)壟斷的局面，這 3 也有利于我國(guó)在這一次的技術(shù)浪潮中占據(jù)主動(dòng)的優(yōu)勢(shì)， 特別是借助于藍(lán)牙技術(shù)，使我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)能夠更快更廣泛地滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他領(lǐng)域中去，從而可以加快實(shí)現(xiàn)用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，帶動(dòng)現(xiàn)代化的進(jìn)程。 需要通過對(duì)藍(lán)牙 的協(xié)議棧進(jìn)行編寫 和應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn) CC2540 數(shù)據(jù)采集模塊與 PC 機(jī)的有效通信 。 、圖表要求