【正文】 2 數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)應(yīng)該分開設(shè)計(jì)，避免這兩種信號(hào)的相互干擾。 整個(gè)藍(lán)牙模塊是圍繞 CC2540 芯片為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)的一套最小系統(tǒng)外圍電路。 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) (AES)協(xié)處理器 。 CC2540 有兩個(gè)不同的版本 cc2540f128/f256，區(qū)別在于 128 和256 KB 閃存。他不僅帶我們做了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，還教了我們更多書面之外的東西。 調(diào)試步驟 第一步：將 USBDongle 插入 PC 端的 USB 口，打開 BTool軟件，打開 IAR 集成環(huán)境，配置環(huán)境參數(shù)，如圖 所示： 圖 General Options 參數(shù) 第二步：選擇 LinkerConfigLinker mand file 選項(xiàng)。 354 行：添加 SimpleProfile。 第 44 行：以上的配置，打開需要的串口。 要向 CC2540 USBDongle 中燒寫 HostTestRelease 程序才能實(shí)現(xiàn)其作為主機(jī)的功能。 藍(lán)牙 協(xié)議棧 BLE 協(xié)議棧需要自己先在電腦上安裝， BLE 協(xié)議棧里面存放的是 BLE 協(xié)議棧的源代碼， TI 公司將會(huì)陸續(xù)退出協(xié)議棧新版本，但是為了配合 IAR 的版本，所以這次的設(shè)計(jì)采用的是 版本的 BLE 協(xié)議棧。然后兩個(gè)設(shè)備才能退出連接設(shè)備。 在藍(lán)牙系統(tǒng)典型的低功耗設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，通過外部設(shè)備的廣告特定數(shù)據(jù)使得集中器來辨別它是否是一個(gè)可以通過相關(guān)連接的設(shè)備。任務(wù) 是 OSAL 的一個(gè)重要術(shù)語，在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，我們需要將一個(gè)大的任務(wù)分成許多個(gè)小的任務(wù)，再把這些小任務(wù)通過相關(guān)的技術(shù)要求組織起來，這些獨(dú)立小任務(wù)的完成，也有一定的優(yōu)先級(jí)，同時(shí)它們一般都擁有自己的寄存器和堆?？臻g。 圖 SmartRF04EB 實(shí)物圖 第 10 頁 4 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 圖 系統(tǒng)流程框圖 軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具 程序開始程序初始化監(jiān)聽連接請(qǐng)求有無連接請(qǐng)求CC 2540 藍(lán)牙模塊 ， 建立連接連接是否成功否無接收數(shù)據(jù) ，并處理程序結(jié)束 第 11 頁 軟件設(shè)計(jì)原理 BLE 藍(lán)牙協(xié)議棧介紹 協(xié)議是一種通信的標(biāo)準(zhǔn)，互相通信的雙方必須根據(jù)這一協(xié)議進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，如果沒有 這種協(xié)議雙方就不能正常的進(jìn)行通信。復(fù)位電路如圖 所示。 。 第 2 頁 2 總體方案設(shè)計(jì) 方案比較 方案一 傳統(tǒng)藍(lán)牙 +普通燈泡 采用普通的藍(lán)牙和普通燈泡的方式，流程圖如圖 所示： 圖 普通藍(lán) 牙傳輸流程圖 方案二 低功耗藍(lán)牙（ BLE） +LED 燈 采用低功耗藍(lán)牙 BLE 和 LED 燈的方式，流程圖如圖 所示： 圖 低功耗藍(lán)牙傳輸流程圖 方案論證 方案一采用的是藍(lán)牙 +普通燈泡的方式，藍(lán)牙 ： BT +HS, 高速的傳輸速率，并且速率將提高到約 24Mbps。希望在房間中進(jìn)行不同的活動(dòng)能夠獲得不同的照明體驗(yàn)。這相當(dāng)于藍(lán)牙 的八倍，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種大數(shù)據(jù)的傳輸，使之應(yīng)用范圍更加寬泛。通過藍(lán)牙 和 之間的比較，我們發(fā)現(xiàn) 較 有傳輸速率高，傳輸距離長(zhǎng)，耗電量低等優(yōu)點(diǎn)，并且LED 燈和普通燈泡比較，發(fā)現(xiàn) LED 有節(jié)能，使用壽命長(zhǎng)，光源多種多樣等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng) CC2540 處于控線模式時(shí)，任何的終端可以把 CC2540 恢復(fù)到主動(dòng)模式。協(xié)議棧主要是通過實(shí)行分層 模塊的思想的方式來實(shí)現(xiàn)，如控制器的物理層、鏈路層、主機(jī)控制接口層等；其中主機(jī)部分又分為很多的管理層，比如通用訪問配置文件層及屬性配置文件層、安全管理層及屬性協(xié)議層等。 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： tasksCnt：該變量保存了任務(wù)的總個(gè)數(shù)。 從機(jī)延遲 — 這個(gè)參數(shù)的設(shè)置可以使從機(jī)（外部設(shè)備）跳過若干連接事件，這給了外設(shè)更多的靈活度，如果它沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，可以選擇跳過連接事件繼續(xù)休眠，以節(jié)省功耗。 GATT 定義了若干在 GATT 服務(wù)器和客戶端之間的通信的子過程。 Documents—— 目錄 Document 下存放的是 TI公司提供的有關(guān)于協(xié)議棧和協(xié)議棧 demo 的相關(guān)介紹和開發(fā)文檔，因?yàn)樵撃夸浵碌奈募浅Ｖ匾?，雖然全部是英文，也是需要查看的： 《 》協(xié)議棧 demo 操作指南，協(xié)議棧 里所有 demo 的說明都在這里。雖然它也包含了一個(gè)稱為 APP 的工程文件夾，但這些文件并不是真正的應(yīng)用程序，只是簡(jiǎn)化的代碼層，用來將外部 PC 發(fā)來的信息轉(zhuǎn)化為調(diào)用協(xié) 議棧的 API 功能，任何從協(xié)議棧收到的消息都會(huì)發(fā)送給外部 PC，這些轉(zhuǎn)換的所有源碼都包含在 文件中， HostTestRelease 工程如圖 所示： 第 20 頁 圖 SimpleBLEPeripheral 工程文件 TI BLE 協(xié)議棧中已經(jīng)做了 UART 底層驅(qū)動(dòng)，因此并不需要重頭編寫 UART 的驅(qū)動(dòng)代碼，而是直接調(diào)用 中的 api函數(shù)。函數(shù)如圖 所示。 455 行：系統(tǒng)消息事件，同樣包括按鍵消息事件，以及從機(jī)的當(dāng)前請(qǐng)求狀態(tài)回復(fù)。將 CC DEBUGGER 和開發(fā)板連接好，然后點(diǎn)擊 ProjectDownload and Debug。 我想對(duì)他們說的只有感謝！ 第 32 頁 8 參考文獻(xiàn) [1] 歐陽駿 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。 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 。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)。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)。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。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。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)。 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)。 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(jì)設(shè)計(jì)軟件 第 35 頁 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。 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。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。 313 行：設(shè)置主機(jī)掃描回應(yīng)數(shù)據(jù)。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(jì)使用的是 57600。 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。其特點(diǎn)如下： C 語言。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)。 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(xì)節(jié)的，是為應(yīng)用程序提供訪問 GPIO、 UART、 ADC 等硬件的接口。 第 13 頁 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)。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)。而本設(shè)計(jì)采用的是 PCB 天線，其天線電路圖如圖 所示。具有超低工作循環(huán)設(shè)計(jì)。 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。藍(lán)牙 是 20xx 年最新推出的一代藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范，具有高可靠性，低成本，低功耗，快速啟 動(dòng)、瞬間連接，傳輸距離極大提高，高安全性等優(yōu)點(diǎn)。 1Mbps 數(shù)據(jù)傳 輸率下的超短數(shù)據(jù)包。 天線的設(shè)計(jì)根據(jù)使用位置不同而有所不同，一般有 PCB 天線和 SMA 天線兩種設(shè)計(jì)形式。圖 是 CC2540 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 圖 CC2540 內(nèi)部結(jié) 構(gòu)圖 USBDongle 如圖 所示， CC2540 USBDongle 的實(shí)物圖。 邏輯鏈路控制及自適應(yīng)協(xié)議層是能夠?yàn)樯蠈犹峁┓庋b數(shù)據(jù)的任務(wù)，并且它能夠?qū)崿F(xiàn)在邏輯上數(shù)據(jù)通信進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的服務(wù)。 taskArr：這是一個(gè)數(shù)組；