【正文】 邏輯鏈路控制與適配層 邏輯鏈路 控制與適配層 (L2CAP)位于主機端 HCI層之上， 在本系統(tǒng)協(xié)議結(jié)構(gòu)中的位置如圖 31所示。從某種意義上說， HCI的能力代表了藍牙系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能，而且它在整個藍牙協(xié)議棧中起到承上啟下的作用。 在本系統(tǒng)中，鏈路管理層與前兩節(jié)所討論的藍牙射頻單元和基帶一樣，是在硬件平合中實現(xiàn)的，所以在這里只進行簡要的 介紹。通信鏈路管理實體之間的通信是通過交換 LMP_PDU分組來實現(xiàn)的， LMP_PDU將作為基帶 ACL類型分組的有效級荷來被基帶傳輸。另外， LMP不承載任何數(shù)據(jù)信息。鏈路管理實體之間的通信協(xié)議稱為鏈路管理層協(xié)議(Link Manager Protocol即 LMP)。 UAP和 NAP共 24bit，構(gòu)成了藍牙組織的唯一標識 (Organization Unique Identifier， 即 OUI)部分，這部分地址由地址管理機構(gòu)分配，而 LAP則由各組織自行分配。 BD_ADDR類似于IEEE (Medium Access Control，即 MAC)地址。在全球范圍內(nèi)，每個藍牙設(shè)備的 BD_ADDR都是唯一的。 藍牙設(shè)備地址 藍牙設(shè)備地址 (BD_ADDR)是藍牙設(shè)備最穩(wěn)定的標識。從屬設(shè)備受到該分組后要求回復(fù)一個分組用以確認 POLL分組的成功接收。這種分組被用作主控設(shè)備響應(yīng)和查詢響應(yīng)等用途。在 FHS分組中，信息位為 144bit, CRC校驗信息 16bit。 FHS分組是一個特殊的控制分組。接收方用位相關(guān)器來確定該 ID分組的位序，因此， ID分組很可靠。 ID分組由設(shè)備訪問碼 DAC或查詢訪問碼 IAC構(gòu)成，分別對應(yīng)于 Slave ID和查詢 ID。該字段的值與“ ARQN”是對應(yīng)的。有效載荷部分還可以攜帶一個 16位長的 CRC碼用于對數(shù)據(jù)有無錯誤進行檢測 。 基帶分組的最后一個部分是有效載荷部分 (PAYLOAD)，這部分包含的內(nèi)容可以是純語音信息，可以是純數(shù)據(jù)信息，也可以是兩者皆有。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 基帶分組的第二個字段是分組頭 (HEADER)，它包含了一些鏈路控制信息，負責流控及校驗。通用查詢訪問碼用于查詢一切范圍內(nèi)可用藍牙設(shè)備，該碼字由一個保留藍牙地址 LAP(Ux9E8833)構(gòu)成。查詢訪問碼則用于查詢過程，用以表明未來的主控設(shè)備正在查詢一定范圍內(nèi)可建立通信的藍牙設(shè)備。一個微微網(wǎng)的信道 訪問碼由其主控役備的藍牙地址的 LAP構(gòu)成。訪問碼分為三類 :信道訪問碼 CAC(Channel Access Code),設(shè)備訪問碼 DAC (Device Access Code)和查詢訪問碼 IAC (Inquir Access Code)?；? 帶分組格式如圖 33所示。 考慮到本論文所實現(xiàn)的系統(tǒng)的主要傳送對象是實時電壓數(shù)據(jù)，所以主控設(shè)備與從屬設(shè)備之間只建立了一條 ACL基帶鏈路，而沒有涉及到 SCO鏈路。在一個主控設(shè)備和一個從控設(shè)備之間只能存在一條 ACL鏈路。 ACL鏈路是主控設(shè)備和微微網(wǎng)內(nèi)所有從屬設(shè)備之間一點對多點的基帶通信鏈路類型。一個主控設(shè)備最多可以同時支持三條 SCO鏈路，而從屬設(shè)備則最多可以支持兩條來自不同主控設(shè)備的 SCO鏈路 或者三條來自同一主控設(shè)備的 SCO鏈路。在這種鏈路方式下設(shè)備間采用保留時隙的方式來傳輸分組，因此該鏈路類型可以看作是電路交換。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 ACL 和 SCO 鏈路 基帶可以 處理兩種類型的鏈路 :同步連接鏈路 (Synchronous Connection Oriented 即 SCO)和異步無連接鏈路 (Synchronous Connection Less 即 ACL)。 微微網(wǎng) 微微網(wǎng) (Pico)是藍牙設(shè)備進行通信的基本組織形式，微微網(wǎng)中必須有且只能有一個主控設(shè)備 (Master)，可以有最多 7個活動的從屬設(shè)備 (Slave)。至此，各個單元之間的實現(xiàn)了 同步，也意味著一個 Pico的誕生。 所以說，可通信范圍內(nèi)的各藍牙設(shè)備本來是沒有 Master與 Slave之別的，但是為了能夠?qū)崿F(xiàn)通信，它們必須使用相同的 CAC時鐘和跳頻頻率。舉個例子來說，對于已經(jīng)建立 ACL鏈路的 Slave，它可以在當前所處的 Pico內(nèi)要求進入 Hold或 Park狀態(tài)，而通過改變信道參數(shù) (CAC,CIR,FH)加入到另一個 Pico中。 在 Scatter 中，一個藍牙設(shè)備可以充當若干個 Pico的 Slave，但是只能充當某一個 Pico的 Master。組成 Scatter 的每個 Pico由該 Pico的 Master定義，當然它們有各自的CAC，時鐘和跳頻序列。 (4)Pico之間的通信一散射網(wǎng) (Scatter )。然后雙方進行 TDD切換， Slave成為新的 Master，先前的 Maste:則轉(zhuǎn)換成新的 Slave隨后新的 Master向其他 Slave發(fā) FHS包，在 FHS確認后，新的 Master和其他 Slave按照 FHS的指示采納由新的 Master所確定的 Pico參數(shù)，即由新的 Master所決定的統(tǒng)一的 CAC時鐘以及跳頻序列。 (3)主從 切換過程 (Master/Slave Switch)。從而實現(xiàn)與 Master的同步。隨后 Master依據(jù) Slave的響應(yīng)回發(fā) FHS包，向 Slave提供Pica的定時和跳頻信息，以保持相互之間的同步，也就是說，整個 Pica由 master的時鐘來完成定時， CAC和跳頻序列由 Master的 BD_ADDR派生而得。 Slave在尋呼掃描頻 率上按照一次 18個時隙 (或更多時隙 )的規(guī)律監(jiān)聽它的 DAC。尋呼過程用來和設(shè)備地址已知的通信對象建立連接。 (2)尋呼過程 (Page)。在這一過程中，地址未知的設(shè)備充當 Slave的角色，當然主動發(fā)起通信的設(shè)備就是 Master。查詢過程在設(shè)備地址未知的通信對象進入可通信范圍內(nèi)的情況下啟動，用來發(fā)現(xiàn)未知藍牙設(shè)備的地址 BD_ADDR。在圖 32中概括了藍牙基帶的主要功能。 v C a r d / v C a lO B E XW A EW A PI PP P P音 頻U D P T C PT C S S D P串 口 替 代 邏 輯 鏈 路 控 制 與 適 配基 帶藍 牙 無 線 層L M PA T 指 令 集H C I安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 基帶協(xié)議 基帶是藍牙的數(shù)據(jù)鏈路層，它負責管理物理信道，并考慮以什么形式發(fā)送數(shù)據(jù)、什么時候發(fā)送數(shù)據(jù)、等待什么數(shù)據(jù)、什么時候等待 數(shù)據(jù)以及使用哪一個載波頻率和哪一個級別的發(fā)射功率等等，這些都是藍牙鏈路控制器要解決的問題。應(yīng)用框架協(xié)議提供了藍牙協(xié)議的縱向說明。當然，藍牙協(xié)議也應(yīng)該相應(yīng)地升級。藍牙的應(yīng)用框架包括通用接入框架、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用框架、無繩電話框架、串口框架、內(nèi)部通信框架、頭戴設(shè)備框架、撥號上網(wǎng)框架、傳真框架、局域網(wǎng)接入框架、通用對象交換框架、對象推送框架、文件傳送框架和同步框架等。 圖 31 藍牙協(xié)議棧 從另外一個角度來看，用戶會針對藍牙的應(yīng)用而提出用法模型，如三合一電話、因特網(wǎng)網(wǎng)橋、局域網(wǎng)接入、交互式會議、耳麥及自動同步等。請參考圖 31。 圖 26 SPCE061A 最小系統(tǒng) V c c1 0 K1 0 u1 0 4 u1 0 0 u1 0 4 u3 3 0 0 p3 .3 K7 47 37 2 7 17 06 96 86 76 66 56 46 36 26 16 05 95 85 75 65 55 41 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 211109 8 7 6 5 4 3 2 184838281807978777675333435363738394041424344454647484950515253MICPVCMVRTPADVDDVMICVSSIOA0IOA1IOA2IOA3IOA4IOA5IOA6IOA7IOA8IOB0IOB1IOB2IOB3IOB4IOB5IOB6IOB8IOB7IOB9IOB10NCNCNCNCNCNCVSSVSSVDDHVDDHVSSVCPVDDXRESBVDDHNCN CN CN CN CN CP V P PN CN CN CP F U S EM I C NM I C O U TO P IA G CV S SV R E F 2D A C 2D A C 1P V I NV S SX I C E C L KX I C E S D AX I C EV D DX T E S TO S C 3 2 IO S C 3 2 OS P C E 0 6 1 AI O A 9I O A 1 0I O A 1 1I O A 1 2I O A 1 3I O A 1 4I O A 1 5I O B 1 1I O B 1 2I O B 1 3I O B 1 4I O B 1 5V S SX R O M TX S L E E P2 0 p 2 0 p3 2 6 7 8 H z1 0 4 u1 0 4 u1 0 4 u1 0 4 u1 0 4 u1 0 4 u1 0 0 u++安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 3 藍牙規(guī)范協(xié)議 藍牙協(xié)議的總體概況可以通過藍牙協(xié)議棧反 映出來。 表 22 ADC的控制要素 控制要素 寫人控制單元 讀出控制單元 工作方式 手動 自動 （ 1） 手動 方式下模擬電壓比較結(jié)果 （ 2） 轉(zhuǎn)換是否完成標志位 采樣 /保持開關(guān)位置 A/D 轉(zhuǎn)換 允許 /禁止 自動增益功能 設(shè)置 /取消 模擬通道控制 LINE_IN(屏蔽功能 ) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 SPCE061A 最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)接線如圖 26所示，在 OSC0、 OSC1端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作。進行 A/D轉(zhuǎn)換至少要有兩個基本單元的讀取操作，一個是 A/D轉(zhuǎn)換的控制單元，另一個是 A/D的數(shù)據(jù)單元。而當讀取 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后，會使 RDY信號重新變?yōu)椤?0”，再次啟動 ADC的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。當 ADC完成轉(zhuǎn)換時 ， RDY信號變?yōu)椤?1”。 SPCE061A采用逐次逼近式原理實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。另一個通道只用于語音輸入，即通過內(nèi)置自動增益控制放大器的麥克風通道（ MIC_IN）輸入。它是一種信號轉(zhuǎn)換接口，可以把模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號以便輸入給計算機進行各種處理。 TimerA的時鐘源由時鐘源 A和時鐘源 B進行“與”操作而形成 ； TimerB的時鐘源僅為時鐘源 A。 定時 /計數(shù)器 SPCE061A提供了兩個 16位的定時 /計數(shù)器： TimerA和 TimerB。通過 PLL對實時時鐘 32768Hz進行倍頻處理，產(chǎn)生出 Fosc信號，作為系統(tǒng)的時鐘源。 SPCE061A的時鐘信號 Fosc和 CPU工作信號 CPUCLK均來自其時鐘系統(tǒng)。外接晶振采用 32768Hz。 時鐘系統(tǒng) SPCE061A時鐘電路采用晶體振蕩電路。 輸出口的方式也可以根據(jù)需要設(shè)為常規(guī)的 CMOS端口或 NMOS開漏端口，以及是與寫人口位的數(shù)據(jù)同相輸出還是反相輸出。 輸入口的方式可 設(shè)置為內(nèi)部上拉電阻、內(nèi)部帶下拉電阻或懸浮式的端口。 并行 I/O 及其功能擴展 輸入 /輸出接口是單片機與外設(shè)交換信息的通道， SPCE061A的并行 I/O口的每一位均可以單獨編程定義成握手信號的輸入或輸出端口。39。全部 32KB閃存均可在 ICE工作方式下被編程寫人或擦除。前 64個字可采用 6位地址直接地址尋址方法，尋訪速度位兩個 CPU時鐘周期。39。整個片內(nèi)存儲器可以分為 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器 SRAM和程序存儲器 ROM兩塊區(qū)域。 SPCE061A 的片內(nèi)存儲器 SPCE061A的片內(nèi)存儲器地址映射如圖 24所示。 SPCE061A單片機有兩個外部中斷，分別為 EXT1和 EXT2，兩個外部輸入腳分別為 B口的 IOB2和 IOB3的復(fù)用腳。該單片機共有 9個中斷向量