【正文】 動(dòng)手去改動(dòng)。 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。 第 31 頁 7 謝辭 首先我要感謝我的母校 —— xx 大學(xué)。是它讓我圓了我的大學(xué)夢(mèng)，有了上大學(xué)的機(jī)會(huì)。雖然在別人眼中我的學(xué)校不是那么好，但我并不這么認(rèn)為，我在這里看到了很多優(yōu)秀的老師和優(yōu)秀的同學(xué)，是西華大學(xué)讓我在這四年里學(xué)到豐富的知識(shí)，讓我能適應(yīng)社會(huì)。 然后要感謝指導(dǎo)我們的老師 —— xx 老師。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。我們不僅從 x 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。 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。如果不是遇見他們我的大學(xué)生活可能會(huì)完全不同。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)。 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?；谒{(lán)牙技術(shù)的手機(jī)與 PC 通信的實(shí)現(xiàn) [J].浙江：計(jì)算機(jī)時(shí)代， 20xx 年第 6 期 . [3] 金純、肖玲娜、羅緯 . 超低功耗 (ULP)藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范解析 [M].北京： 國防工業(yè)出版社 ， 20xx,5. [4] 金純等編著，藍(lán)牙協(xié)議及其源代碼分析 [M],國防工業(yè)出版社， 20xx 年。 [5] 李明亮，邢斌，藍(lán)牙硬件電路與藍(lán)牙核心技術(shù)及應(yīng)用 [M]，北京電子科技出版社， 20xx 。 [6] 余生全， Bluetooth 協(xié)議棧 RFCOMM 協(xié)議層分析與設(shè)計(jì) [J].小型微型機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [J].20xx(9)： (10371040) [7] 梁軍學(xué)，郁 濱 .Linux 藍(lán)牙協(xié)議棧的 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng) [J].計(jì)算機(jī)工程，20xx,349(9)： 273275. [8] 李想，藍(lán)牙 RFCOMM 協(xié)議分析與實(shí)現(xiàn) [J]，電子科技， 20xx(4)： (35— 40)。 [9] 李育林．藍(lán)牙技術(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)．通信技術(shù)及應(yīng)用 [J]． 20xx(8)： (66— 67) 。 [10] 叢延奇，劉英莉，基于 MCU 實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙與 PC 機(jī)之間 HCI 層傳輸 [J]，電子技術(shù)應(yīng)用， 20xx 年第 11 期： P43P44。 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。它的藍(lán)牙主從節(jié)點(diǎn)建立只需花費(fèi)非常低的總材料成本。 CC2540 的內(nèi)核是一款行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)優(yōu)良的射頻收發(fā)器的增強(qiáng)型單片機(jī) 8051，其系統(tǒng)編程閃存為 8KB，同時(shí)支持許多其他強(qiáng)大的功能和外設(shè)。 CC2540 使整個(gè)系統(tǒng)可以在低功耗下正常運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上還有極低功耗的休眠狀態(tài)可選擇。 CC2540 還具有極短的啟動(dòng)時(shí)間且在傳輸完數(shù)據(jù)后能迅速地關(guān)閉，這也使得整個(gè)系統(tǒng)功耗更低。 CC2540 有兩個(gè)不同的版本 cc2540f128/f256，區(qū)別在于 128 和256 KB 閃存。 特性介紹 工作電壓 : — I/O 口控制電平 : 0 — VCC z。 工作頻段 : 2400 — MHz 發(fā)射功率 : ≥ 3 dBm 低功耗 :低接收電流、發(fā)射電流，極低的睡眠電流 便于操作， 安全規(guī)范，支持 AES 安全加密和 24bit CRC 校驗(yàn) 傳輸可靠，支持自適應(yīng)跳頻技術(shù) 兼容 藍(lán)牙低功耗的 RF 收發(fā)器 。 只需一個(gè)晶體，即可滿足組網(wǎng)需要 。 內(nèi)置 IEEE 媒體存取控制 (MAC)定時(shí)器，通用的 16 位和 2 個(gè) 8 位定時(shí)器，紅外發(fā)生電路各一個(gè)及支持多種串行通信協(xié)議的 USART 兩個(gè) 。 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 。 內(nèi)置電池監(jiān)視器和溫度傳感器 。 極高的接收靈敏度 (97dBm)和抗干擾性能 。 強(qiáng)大的 DMA 功能 。 硬件支持避免沖突的載波偵聽多路存取 (CSMACA)。 支持?jǐn)?shù)字化的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器 /鏈路質(zhì)量指示 (RSSI/LQI)。 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)。 外圍電路簡單 。 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 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 1uA 并睡眠定時(shí)器 。處于工作模式 3 時(shí)電流為 ，外部中斷喚醒 。 8 KB SRAM 及 128/256 KB Flash 存儲(chǔ)器具備在各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力 。 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) (AES)協(xié)處理器 。 帶看門狗，支持硬件調(diào)試 。 小尺寸 QLP40 封裝， 6mm 6mm 應(yīng)用廣范，全面支持 GAP、 ATT/GATT、 L2CAP 等低功 耗藍(lán)牙的主機(jī)和控制協(xié)議，支持 HIDS、 ANP、 BAS、 FMP、 HRT 等藍(lán)牙聯(lián)盟規(guī)范發(fā)布的低功耗藍(lán)牙應(yīng)用 Profile。可定制產(chǎn)品功能。 主電路設(shè)計(jì)介紹 本次設(shè)計(jì)中的藍(lán)牙控制模塊是基于德州儀器公司 (TI)的 CC2540 芯片開發(fā)的一款低功耗藍(lán)牙射頻控制模塊，是一款可應(yīng)用各種短距離物聯(lián)網(wǎng)無線通信應(yīng)用的無線射頻收發(fā)器。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)。模塊帶有外擴(kuò)天線接口和板載天線，在實(shí)際應(yīng)用中可以選擇其一進(jìn)行使用，當(dāng)選擇外擴(kuò)天線接口時(shí)，可根據(jù)用戶實(shí)際需要 ,選擇相應(yīng)天線 。模塊采用郵票型接 口形式 ,端口完全對(duì)外開放，客戶使用時(shí)在免去射頻硬件設(shè)計(jì)難度的同時(shí)，在軟件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上具有更靈活的二次開發(fā)空間。該產(chǎn)品特別適合運(yùn)用于基于藍(lán)牙 中低功耗藍(lán)牙的消費(fèi)類電子產(chǎn)品，能提高操作的可靠性 。提高信號(hào)的傳輸距離和抗干擾性 。使信號(hào)傳遞不受障礙物影響 。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?？蓮V泛應(yīng)用于： 低功耗藍(lán)牙系統(tǒng) 。PC、平板、手表等低功耗外圍設(shè)備 (HID 設(shè)備、遙控器等 )。運(yùn)動(dòng)、休閑、醫(yī)療設(shè)備等消費(fèi)類電子產(chǎn)品 。智能儀表、數(shù)據(jù)采集等無線物聯(lián)傳感器網(wǎng)絡(luò)。 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。電路中包括時(shí)鐘電路、通信接口電路及電源電路等。模塊中需要設(shè)計(jì)兩個(gè)時(shí)鐘電路，兩個(gè)時(shí)鐘電路都需外接，其中一個(gè)用兩個(gè)電容和一個(gè)工作頻率為 32MHz 的石英晶振實(shí)現(xiàn)，晶體整蕩器的兩腳分別與芯片管腳 22 和 23 相連，另一個(gè)則需接一個(gè)工作頻率為 的石英晶振和兩個(gè)電容來實(shí)現(xiàn)，晶體整蕩器的兩腳分別于芯片管腳 33 和 32 相連。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。芯片內(nèi)置有一個(gè) 穩(wěn)壓器來為其他所需工作電路提供穩(wěn)定的電壓。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)。所有 P0、 P P2 口信號(hào)管腳、電源信號(hào)管腳以及復(fù)位信號(hào)管腳通過雙列排針接口與藍(lán)牙擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)板板相連。 當(dāng) CC2540 芯片在接收信號(hào)的工作狀態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)進(jìn)入芯片自帶的低噪放大器(LNA)。當(dāng) CC2540 芯片在發(fā)射信號(hào)的工作狀態(tài)時(shí)，輸出信號(hào)則通過功率放大器 (PA)來發(fā)出，此時(shí)管腳 25 的極性為正，管腳 26 的極性為負(fù)。由于本設(shè)計(jì)所采用的設(shè)計(jì)是不平衡 第 37 頁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 天線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)使用的印制倒 F 天線技術(shù)是基于單級(jí)子天線技術(shù) 開發(fā)出來的，不屬于偶極子天線，所以必須使用巴倫阻抗匹配電路來進(jìn)行射頻收發(fā)信號(hào)的阻抗匹配以達(dá)到讓射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)最佳傳輸?shù)哪康摹? 在設(shè)計(jì)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電路時(shí)，有四種主流方案可用于用于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)電路設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)從射頻信號(hào)在通信時(shí)的高效傳輸，具體方案如下： 1 利用傳輸線的阻抗分布特性構(gòu)成分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。該方案匹配電路簡單，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。但是采用此方案需要購買專用阻抗匹 配芯片，使模塊成本預(yù)算增高。 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。這種設(shè)計(jì)方案采用的是簡單的射頻阻抗元件，具有外圍元器件少，電路體積小，成本低和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案靈活的特點(diǎn)。 藍(lán)牙模塊電磁兼容性設(shè)計(jì) 藍(lán)牙模塊進(jìn)行 PCB 布線設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面以提高模塊的電磁兼容性： 1 電源信號(hào)線的線寬應(yīng)該選取適當(dāng)，電源信號(hào)線應(yīng)串接一個(gè)合適參數(shù)的磁珠，這樣可以濾除電源信號(hào)的高頻部分信號(hào)，再與信號(hào)電源管腳相連，然后電源引腳就近接適當(dāng)參 數(shù)的電容進(jìn)行濾波，這樣就可以減少高頻信號(hào)對(duì)電源信號(hào)的干擾 。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。 3 上下層的覆銅孤島以及開放區(qū)要添加過孔，芯片底部添加適量過孔，使整個(gè)模塊能夠充分接地同時(shí)保證芯片工作時(shí)能有效散熱 。4 電路中傳輸線的寬度應(yīng)根據(jù)介質(zhì)板材料參數(shù)和傳輸線結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的阻抗計(jì)算，以保證傳輸線阻抗精確。 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)。 在相同頻率時(shí)，印制倒 F 天線與其他傳統(tǒng)單極子天線相比在天線尺寸縮減上有一定優(yōu)勢(shì)。選擇適當(dāng)?shù)某叽?，就可以降低天線的諧振頻率，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。 結(jié)論 第 38 頁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 藍(lán)牙 的出現(xiàn)給實(shí)現(xiàn)智能家居小型化提供了一個(gè)可發(fā)展的未來，其低功耗，低成本，小體積及傳輸速率高的特點(diǎn)都符合小型化的發(fā)展方向，而在室內(nèi)使用與進(jìn)行控制恰恰彌補(bǔ)了其傳輸距離短的缺陷，綜上所述，我們有理由相信藍(lán)牙 會(huì) 在智能家居市場(chǎng)有著一個(gè)更長遠(yuǎn)的發(fā)展。 第 39 頁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 Introduc