【正文】 而當(dāng)讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后，會使RDY。當(dāng)ADC完成轉(zhuǎn)換時(shí)，RDY信號變?yōu)椤?”。 圖59 溫度采集主程序 圖510 讀取溫度子程序 片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換考慮到單片機(jī)片內(nèi)A/，而DS18B20正好可以滿足其條件。主藍(lán)牙模塊再通過系統(tǒng)的硬件原理很清晰，電路連接也很簡明。電路中使用的是SPCE061A單片機(jī)的最小系統(tǒng)，還有許多引腳因未用到，所以就沒有在電路圖中標(biāo)出來。圖中溫度傳感器使一根總線與凌陽單片機(jī)相連，本系統(tǒng)使用的是IOB15引腳。在復(fù)位引腳XRESB端接了個按鍵復(fù)位電路。所以，SPCE061A模塊的硬件設(shè)計(jì)如圖59所示。且在硬件電路中，我們采用的是3引腳的ASM1117模塊，應(yīng)用起來也是深簡單的。由上前提，電源管理模塊硬件原理圖為圖58所示。這里是滿足條件的，輸出電壓也是在0到1A之間。由于。而且，輸出電流在0到1A之間。其引腳圖如圖56和圖57所示。因此。 電源管理模塊論文要求告訴我們，便攜式的終端設(shè)備。DS18B20的測溫范圍－55℃～＋125℃；℃；其工作電源: 3～5V/DC；在使用中不需要任何外圍元件；測量結(jié)果以9～12位數(shù)字量方式串行傳送。獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。為了提高抗干擾性能，采用外加電源方式對傳感器供電。DS18B20能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過編程實(shí)現(xiàn)9到12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。故此，本人選擇第三種方案。③是利用溫度傳感器對溫度信號的實(shí)時(shí)采集并轉(zhuǎn)換成電壓信號與凌陽單片機(jī)相連接。②是直接用直流電源產(chǎn)生電壓信號，通過連接一個滑動變阻器改變其實(shí)時(shí)電壓再連接凌陽單片機(jī)。但是，產(chǎn)生的信號極不穩(wěn)定，而且需要濾波和調(diào)理電路。 溫度傳感器DS18B20模塊 論文的目的是對實(shí)時(shí)電壓信號的采集與傳輸，我們有以下多種方案可供選擇。倒F天線只需要利用金屬導(dǎo)體配合適當(dāng)?shù)酿伨€及天線短路接到接地面的位置，孤兒成本低，而且可以與PCB電路板焊接在一起。偶極天線的外觀是圓柱狀或薄片狀，通常有兩種外接接線方式，一種是在天線低端有一接頭為能量饋人點(diǎn)，可與藍(lán)牙模塊的射頻電路連接。良好的天線設(shè)計(jì)在藍(lán)牙應(yīng)用中有著相當(dāng)重要的意義。本系統(tǒng)要完成的任務(wù)是凌陽單片機(jī)通過HCI接口控制藍(lán)牙模塊，最終實(shí)現(xiàn)主藍(lán)牙模塊將采集的數(shù)據(jù)傳送至內(nèi)置藍(lán)牙的PC機(jī)并顯示。UART接口和USB接口同為HCI接口，本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)雙藍(lán)牙模塊間的無線傳輸，主機(jī)與藍(lán)牙模塊之間的通信必須要通過HCI接口來實(shí)現(xiàn)。UART接口提供四根信號線，TXD與RXD是輸入輸出數(shù)據(jù)線；RTS與CTS是控制線，可用來進(jìn)行流量控制，避免臨時(shí)的UART緩沖區(qū)溢出。圖54 BlueCroe02_external內(nèi)部結(jié)構(gòu)本文正是通過UART接口進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，UART接口上可達(dá)最大460kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。另外。PIO接口是通用的I/O接口，可以接入按鈕和指示燈，SPI接口一般用于調(diào)試，這里也不需用到。要注意的是USB和UART口必須分開使用。由圖52和圖53可知，BlueCore02_external藍(lán)牙芯片為模塊的核心，其結(jié)構(gòu)如圖54所示。圖52 日立萬勝藍(lán)牙模塊MBM02結(jié)構(gòu)圖53 日立萬勝藍(lán)牙模塊MBM02硬件電路 上圖中，UART_TX和UART_RX分別接凌陽單片機(jī)的IOB7和IOB10端口，提供了數(shù)據(jù)的傳輸和接收。避免繁瑣的線纜連接，能直接替代現(xiàn)有的串口線。MBM02模塊高靈敏性接收，低成本，體積小巧，低功耗，用于藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。硬件支持?jǐn)?shù)據(jù)和語音傳輸，最高可支持3M調(diào)制模式。日立萬勝藍(lán)牙通信模塊為智能型無線數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品，本產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)型支持：4800bps到1382400bps等多種接口波特率，支持從模式，支持64通道藍(lán)牙替代串口線。日立萬勝藍(lán)牙模塊MBM02就是這樣一款集成了射頻電路、基帶電路、晶振 和不平衡變壓器（Balun）的通用藍(lán)牙模塊。其中，凌陽單片機(jī)已在第二章單獨(dú)講解了，下面就其它模塊進(jìn)行逐一簡述。圖51 系統(tǒng)方案原理框圖 電路中模塊的設(shè)計(jì)由圖51系統(tǒng)方案原理框圖可知，系統(tǒng)中用到了4個模塊。 硬件原理框圖本文所設(shè)計(jì)的是便攜式無線數(shù)據(jù)采集終端，具體就是研究凌陽單片機(jī)對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集并通過UART口與藍(lán)牙模塊相連，從而通過藍(lán)牙技術(shù)對所采集的信號進(jìn)行無線傳輸至PC機(jī)顯示出來。當(dāng)然也要考慮其他元器件的選型。在硬件電路的設(shè)計(jì)中最重要的是所用元器件的選型，特別是主要元器件的選型。 5 數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集藍(lán)牙無線傳輸模塊硬件電路的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的關(guān)鍵，它在很大程度上決定了數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)男阅堋Ｊ褂肦TS/CTS進(jìn)行流量控制，是為了避免臨時(shí)的UART緩沖區(qū)溢出，它不是用于HCI的流量控制，因?yàn)镠CI具有自己的流量控制機(jī)制對HCI指令、HCI事件和HCI數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。在UART，傳輸層上面只允許是“分組指示 + HCI分組”，不能再有其他的傳輸內(nèi)容。表43 HCI分組指示符HCI分組類型HCI分組指示符HCI指令分組0x01HCI ACL數(shù)據(jù)分組0x02HCI SCO數(shù)據(jù)分組0x03HCI事件分組0x04 HCI分組指示在HCI分組發(fā)送之前發(fā)送，所有的4種分組都有一個長度字段，用于決定HCI分組希望的長度。也可以從藍(lán)牙主機(jī)控制器進(jìn)行發(fā)送。HCI指令分組、HCI事件分組、HCI ACL數(shù)據(jù)分組和HCI SCO數(shù)據(jù)分組。如圖45所示，主機(jī)與主機(jī)控制之間通過HCI UART傳輸層進(jìn)行藍(lán)牙HCI指令、事件和數(shù)據(jù)的傳輸。本課題采用的是UART傳輸層。表42 廣播(BC)標(biāo)志值參數(shù)描述00無廣播，僅點(diǎn)到點(diǎn)01活動節(jié)點(diǎn)廣播：分組發(fā)送到所有的活動節(jié)點(diǎn)10匹克網(wǎng)廣播：分組發(fā)送到所以的從節(jié)點(diǎn)和所有的Park的從節(jié)點(diǎn)11保留數(shù)據(jù)總長度字段占用2bit。分組邊界標(biāo)志見表41。標(biāo)志(Flags): 2 bit。對于從主機(jī)控制器到主機(jī)發(fā)送的HCI數(shù)據(jù)分組，如果主機(jī)Broadcast_Flag是01或10,鏈接句柄參數(shù)應(yīng)該包括到主節(jié)點(diǎn)的ACL鏈接的句柄。使用的鏈接句柄值必須是主機(jī)控制器還沒有分配的值。該參數(shù)用于發(fā)送數(shù)據(jù)分組或分段。圖44是HCI ACL數(shù)據(jù)分組的格式。該分組用于在主機(jī)和主機(jī)控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。圖43 HCI事件數(shù)據(jù)包分組格式事件碼(Event_Code):大小為lbyte，用于唯一的標(biāo)志事件的類型。其中還不包括HCI事件的分組頭。當(dāng)事件存在時(shí)，主機(jī)控制器用該指令通知主機(jī)。對于測試指令，OGF值為OxO6。測試指令用于提供測試藍(lán)牙硬件各種功能的能力。主機(jī)不能改變?nèi)魏螀?shù)，但是可以對特別指定的參數(shù)復(fù)位。主機(jī)控制器改變?nèi)康臓顟B(tài)參數(shù)。主機(jī)設(shè)備不能對這些參數(shù)進(jìn)行任何改動。對于HCI控制和基帶指令，OGF值為OxO3。主機(jī)控制器和基帶指令提供對藍(lán)牙硬件的各種能力的訪問和控制，這些參數(shù)提供對藍(lán)牙設(shè)備的控制和對主機(jī)控制器、鏈路管理器和基帶能力的控制。注意，在兩個藍(lán)牙的節(jié)點(diǎn)之間只能存在一個ACL鏈接，因而對子每個物理鏈路層鏈接只能有一個ACL HCI鏈接句柄。鏈路策略指令為主機(jī)提供影響鏈路管理器管理匹克網(wǎng)的方式的途徑，當(dāng)使用鏈路策略指令時(shí)，LM將繼續(xù)控制匹克網(wǎng)和散射網(wǎng)的建立和維護(hù)，但要依賴可調(diào)節(jié)的策略參數(shù)。這些指令指示鏈路管理器生成和更改與遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的鏈路層的鏈接和查詢筱蓋范圍內(nèi)的其他藍(lán)牙設(shè)備，以及執(zhí)行其他的LMP指令。HCI指令分為:鏈路控制指令、鏈路策略指令、主機(jī)控制和基帶指令、信息參數(shù)指令，狀態(tài)參數(shù)指令和測試指令。主機(jī)控制器可以緩存一個或多個HCI指令分組，但必須按收到的順序執(zhí)行分組。如果一個指令發(fā)生錯誤，并且沒有返回指令完成事件，所有的返回與該指令有關(guān)的參數(shù)都是無效的。這時(shí)Connection_Handle或BD_ADDR參數(shù)與相應(yīng)的指令中的值完全一樣。如果指令中發(fā)生錯誤，在指令完成事件返回的參數(shù)字段中包含所有該指令的返回參數(shù)。當(dāng)然，如果由于某種原因該指令沒有被執(zhí)行(參數(shù)錯誤或當(dāng)前不能執(zhí)行)，這時(shí)主機(jī)控制器將返回一個指令狀態(tài)事件，在狀態(tài)參數(shù)中標(biāo)明錯誤代碼。圖42 HCI命令數(shù)據(jù)包當(dāng)主機(jī)控制器完成大部分指令，它就向主機(jī)發(fā)送一個指令完成事件。操作碼分為兩個字段:操作碼組字段(OGF:Opcode Group Field)和操作碼指令字段(OCF: Opcode Command Field)，OFG字段占用操作碼的高6bit，OCF占用低lObit。指令的格式如圖32所示。(1)HCI指令分組。這些傳輸機(jī)制為主機(jī)提供向主機(jī)控制器發(fā)送HCI指令、ACL數(shù)據(jù)和SCO數(shù)據(jù)的能力，同時(shí)還向主機(jī)提供從主機(jī)控制器接收HCI事件、ACL數(shù)據(jù)和SCO數(shù)據(jù)的能力。陣列參數(shù)的元素的數(shù)目是不固定的。所有的非陣列的指令和參數(shù)以及一個陣列參數(shù)中的所有數(shù)據(jù)具有固定的大小。對于多個陣列參數(shù)。除非特殊聲明，所有的值都用二進(jìn)制和十六進(jìn)制的Little Endian格式表示。為了使主機(jī)能夠檢測在HCI傳輸層的錯誤，在主機(jī)發(fā)送指令和主機(jī)控制器的響應(yīng)之間必須設(shè)定超時(shí)時(shí)限。因此，必須以事件的形式向主機(jī)報(bào)告指令運(yùn)行的結(jié)果。HCI鏈路指令使主機(jī)具有控制與其他藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)鏈路層鏈接的能力，這些指令一般涉及鏈路管理器，它使用LMP指令與其他的藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主機(jī)控制器不一定要把這些通知主機(jī)，如果在主機(jī)控制器到主機(jī)方向上的流量控制還處于打開狀態(tài)，主機(jī)控制器就可以假設(shè)主機(jī)在收到斷開鏈接完成事件后，清除緩沖器中的數(shù)據(jù)，即主機(jī)將關(guān)閉流量控制，主機(jī)也不一定要把該消息通知主機(jī)控制器。這使得在兩個方向使用相同的方法進(jìn)行流量控制成為可能，并且正常的指令流不會被中斷。在初始化時(shí)，主機(jī)使用Host_Buffer_Size指令通知主機(jī)控制器從主機(jī)控制器到主機(jī)發(fā)送的HCI ACL或SCO分組的大小，同時(shí)在該指令中還有兩個參數(shù)，用于通知主機(jī)控制器主機(jī)緩存器中可以存儲的數(shù)據(jù)分組的總數(shù)。因此，設(shè)置了一個指令Set_Host_Controller_To_Host_Flow_Control，使用該指令就可以打開或關(guān)閉在該方向上的流量控制。對于每個單獨(dú)的鏈接句柄，數(shù)據(jù)的發(fā)送過程必須與數(shù)據(jù)的生成過程一樣。同樣在遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，對于該特定的鏈接，數(shù)據(jù)也必須按順序把從空間收到的分組，以HCI數(shù)據(jù)分組的形式送到主機(jī)。對于每個單獨(dú)使用的鏈接句柄，數(shù)據(jù)必須使用HCI數(shù)據(jù)分組并按在主機(jī)中生成的順序發(fā)送到主機(jī)控制器。只要主機(jī)控制器中有HCI數(shù)據(jù)，它就必須周期地發(fā)送Number of Completed_Packets事件，直到所有等待發(fā)送的ACL數(shù)據(jù)分組己經(jīng)發(fā)送或清除。根據(jù)在該事件中返回的信息和Read_Buffer_Size指令(該指令決定可以存儲到主機(jī)控制器中的HCI ACL和SCO分組的總數(shù)目)返回的參數(shù)，主機(jī)可以決定哪一個連接的HCI數(shù)據(jù)分組可以發(fā)送，在HCI每次發(fā)送數(shù)據(jù)分組之后，它就假設(shè)在主機(jī)控制器上該鏈路類型的存儲空間減少一個HCI數(shù)據(jù)分組的量。該事件包含一個鏈接句柄的列表和自從前一個事件返回后己經(jīng)完成的HCI數(shù)據(jù)分組的數(shù)目，己經(jīng)發(fā)送完成的分組意即己經(jīng)發(fā)送、刷新或回送到了主機(jī)的分組。還有另外的兩個參數(shù)，來指定主機(jī)控制器緩沖器中可以等待發(fā)送的HCI ACL和SCO數(shù)據(jù)分組的總數(shù)。也就是說主機(jī)要對主機(jī)控制器的數(shù)據(jù)緩沖器進(jìn)行管理。當(dāng)即收到事件時(shí)，HCI事件通知主機(jī)，當(dāng)主機(jī)發(fā)現(xiàn)存在一個事件它就通過分析接收的事件分組來決定發(fā)生了什么事件。主機(jī)控制傳輸層(如物理總線)的驅(qū)動程序?yàn)镠CI層提供互相交換信息的能力。USB和PC卡對主機(jī)控制器驅(qū)動程序發(fā)送到主機(jī)控制器的數(shù)據(jù)不能進(jìn)行處理，這樣主機(jī)控制器接口和主機(jī)控制器可以進(jìn)行升級，升級不會對傳輸層有任何影響。在便攜式電腦中，該層是PC卡或通用串行總線(USB)，該層的目標(biāo)是透明化。圖41 HCI軟件層次描述在主機(jī)系統(tǒng)的HCI驅(qū)動程序和藍(lán)牙的硬件HCI固件之間可能存在幾個層次。圖41描述了藍(lán)牙HCI實(shí)現(xiàn)的軟件層次。由于本課題數(shù)據(jù)獲取端與藍(lán)牙模塊之間的接口采用的是UART傳輸層，所以本章最后對HCI_UART傳輸層進(jìn)行了分析。使用藍(lán)牙互聯(lián)的大都是“智能主機(jī)”，它具有處理器、總線和操作系統(tǒng)，藍(lán)牙必須與它們有機(jī)地融合在一起才能發(fā)揮作用。換句話說，SDP為設(shè)備定義了發(fā)現(xiàn)其它設(shè)備提供的服務(wù)的方法，本系統(tǒng)沒有用上SDP。RFCOMM在整個藍(lán)牙協(xié)議找中的位置參見圖3l。RFCOMM是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ETSI)，這個標(biāo)準(zhǔn)定義了在一個單獨(dú)的串行鏈路上進(jìn)行多路復(fù)用串行通信的方式。RFCOMM為各種應(yīng)用提供了一個虛擬的串行端口，這樣就可以方便地將有線串行通信中的應(yīng)用搬到無線串行通倍領(lǐng)域中來。在這一節(jié)里，將簡要討論中N件協(xié)議組中的RFCOMM層和SDP層。 中間件協(xié)議層中間件協(xié)議利用下層的傳輸協(xié)議，為應(yīng)用層通信提供標(biāo)準(zhǔn)接口。至于L2CAP層的CL信道分組格式，由于本系統(tǒng)中沒有采用，所以本文不作介紹。L2CAP層的邏輯信道可分為三種類型:第一種是持續(xù)型的面向連接(Connection_Oriented，即CO)信道,這種信道用于雙向通信，本系統(tǒng)所建立的就是這種類型的邏輯信道；第二種是臨時(shí)型的無連接(Connectionless，即CL)信道，這種信道是單向的，可以用來向一組設(shè)備進(jìn)行廣播傳輸；最后一種是信令信道，用來交換控制信息，這些信息用來建立和配置CO信道。L2CAP層信息流在設(shè)備間進(jìn)行傳輸，L2CAP層之間的通信是基于邏輯鏈路進(jìn)行的，這些邏輯鏈路被稱為邏輯信道。這一層還支持服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，即QoS)信息的交換，它通過對期望QoS的支持來幫助實(shí)現(xiàn)對傳輸資源的控制。L2CAP層支持高層協(xié)議的多路復(fù)用，彌補(bǔ)了低層協(xié)議中這種功能的缺乏。這一層分組記作L2CAP_PDU。這樣，許多已經(jīng)開發(fā)成功的高層協(xié)議和應(yīng)用幾乎可以不作修改地在藍(lán)牙鏈路上運(yùn)行。L2CAP層是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的另一個重點(diǎn)。主機(jī)控制接口層是本藍(lán)牙系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)之一，將在第四章作詳細(xì)介紹，