蓝牙4.0模块如何编程-EDA365

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蓝牙4.0模块如何编程

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蓝牙4.0

　　BLE（低功耗蓝牙）技术是最近最热门的词汇之一，BLE可以让电子设备很方便地和智能设备（手机）互联。为进一步简化低功耗蓝牙（BLE）应用技术在各个行业产品中的移植和使用，中国TI无线领域战略合作伙伴信驰达科技特别推出了低功耗蓝牙模块，其中RF-BM-S01模块通过了蓝牙技术联盟BQB认证。特别地，在为苹果智能设备开发外设时，可以绕过MFI认证，就这个特点很值得看好此类模块的应用前景。对于安卓系统的智能设备，只要底层支持BLE，同样可以使用模块进行设计你的个性化外设。而且BLE技术相对WIFI，Bluetooth 2.0等无线技术，有着能耗低，连接迅速，通讯距离更远等优势。

　　RF-BM-S01蓝牙模块可以同时工作在桥接（透传）模式和直驱两种模式下。桥接模式下（串口），用户的可以通过串口将自己的电子设备和智能设备（需支持蓝牙4.0）之间建立双向通讯。而直驱模式下，用户可以直接使用模块扩展简单外围，就能快速设计出方案甚至产品，以最低成本最高效地推出特有的个性化移动设备新外设。借此模块，甚至可以进一步通过智能设备的上网功能，直接建立设备和服务器，云应用等更高级的的通讯网络，对其设备实现智能化控制和管理。

　　从上图可以看出，在桥接模式下（透传模式），模块通过串口和客户的MCU相连，其中包括TX，RX，EN，BRTS，BCTS五条信号线，其中EN是总使能开关，当抬高后，模块将会进入彻底睡眠状态（《0.4uA），当EN置低后，模块会进入广播态，此时可以开启APP对模块进行搜索和连接，连接成功之后，MCU和手机便可以进行全双工通讯。另外两条BRTS和BCTS是用来唤醒对方的信号线，在要求低功耗的应用中，双方可以通过这两根线来唤醒对方，开始接收数据。

　　在直驱模式下，用户可以直接通过智能设备对模块进行指令控制。模块提供了丰富的接口，包括蓝牙广播指示，连接指示，6路双向可编程IO，四路可编程PWM，两路14bit ADC采集接口，用户可以通过服务中的通道对这些资源进行编程控制，十分方便。只设计简单的外围扩展电路，就能构成最小BLE控制系统，而直接省下MCU的成本开销。

　　除此之外，用户甚至可以同时使用两种工作模式，当用户的MCU不够强大时，可以通过模块的外扩接口来弥补MCU的不足，分担部分驱动工作。

　　此模块的强大不仅仅在于两种模式的应用，更是提供了诸多附加功能，其中包括丰富的AT指令，以及自定义或标准蓝牙服务，为应用提供了更可靠，更先进的智能控制。

　　如模块的AT指令包括：

　　连接间隔调整

　　模块重命名

　　波特率调整

　　获取物理地址MAC 16

　　模块复位

　　模块的服务（部分自定义）包括：

　　蓝牙数据通道【服务UUID：0xFFE5】

　　串口数据通道【服务UUID：0xFFE0】

　　PWM输出（4路）【服务UUID：0xFFB0】

　　ADC输入（2路）【服务UUID：0xFFD0】

　　可编程IO （8路）【服务UUID：0xFFF0】

　　定时翻转输出（2路）【服务UUID：0xFFF0】

　　防劫持密钥【服务UUID：0xFFC0】

　　电池电量报告【服务UUID：0x180F】

　　RSSI报告【服务UUID：0xFFA0】

　　模块参数设置【服务UUID：0xFF90】

　　设备信息【服务UUID：0x180A】

　　此外，模块还提供了快速测试模式，可以在无硬件连接的情况下，单独测试蓝牙以及串口通讯。

　　常见的蓝牙4.0模块

　　1、TI公司的cc2540/cc2640；

　　2、nordic的蓝牙4.0（BLE）芯片nRF51822；

　　3、汇承公司的HC-05蓝牙转串口模块：主芯片CSR BlueCore5 MM。

　　一般程序的编写

　　可参考的例程如下：

　　建议学习例程步骤（纯单片机控制）：

　　1. IO控制学习-à2.系统时钟-à3.按键中断-à4.定时器-à5.串口-à6.ppi模块-à7.iic（twi）

　　主要参考例程：（官方的）

　　blinky_example

　　ppi_example

　　timer_example

　　uart_example

　　twi_sw_master_example

　　temperature_example（以后看，关于温度传感器）

　　主要学习思路：

　　看例程

　　看芯片手册（nRF51_Series_Reference_Manual_v2.1.pdf）两个方面：方框图（吐槽一句方框图没ti的好），寄存器说明

　　举个栗子：

　　温度传感器temperature_example

　　首先可以打开例程和芯片手册，可以看到有以下寄存器

　　在nrf51822体系里，寄存器分三种，tasks，events，registers。task是执行任务的，events是报告各种状态，类似触发中断。

　　Temp寄存器是储存收集到数值

　　nrf_temp_init（）;

　　while（1）

　　{

　　NRF_TEMP-》TASKS_START= 1;

　　while （NRF_TEMP-》EVENTS_DATARDY== 0） { }

　　NRF_TEMP-》EVENTS_DATARDY= 0;

　　temp =（nrf_temp_read（）/4）;

　　temp=temp*0.6904-0.74;

　　NRF_TEMP-》TASKS_STOP = 1; /** Stop the temperature measurement.

　　nrf_delay_ms（500）;

　　}

　　temp=temp*0.6904-0.74;这个是由于按照官方的直接得到的误差太大了，根据实际测得温度值（万用表）和temp = （nrf_temp_read（）/4）;直接得出的temp用 excel求趋势线得出的。

　　下面简单说下一些其他模块的细节：

　　1. Uart：nrf51822默认配置的uart引脚是有四个，RXD;TXD;CTS;RTS.在simple_uart.c里提供调用方法。另外这些引脚都是可以自己设置的，有没有类似FPGA，是不是很方便！！

　　2. GPIOTE：这个功能是通过IO的event来触发tasks的。

　　Tasks有三种状态：set，clear，toggle。

　　Event也有三种Risingedge；Falling edge；Any change

　　主要寄存器有：tasks：OUT［0］，OUT［1］，OUT［2］，OUT［3］

　　Event:IN［0］，IN［1］，IN［2］，IN［3］

　　主要结合ppi功能

　　定时器：

　　主要寄存器

　　通过exanple： timer_example

　　里面需要注意的问题：频率（rtc不同）

　　一般设置步骤：设置时钟—》设置mode（timer还是counter）-》然后设置分频—》设置bitmode（需要注意的是总共有三个定时器，timer0是32bit，timer1，2是16bit）—》清定时器。

　　当设置的定时次数溢出了，将从溢出后重新开始计数。就比如例程中bit16位，最多定时2097，当

　　#define TIMER_DELAY_MS3 （3000UL） /**《 Timer Delay in milli-second*/时只会定时903.

　　C#进行蓝牙编程

　　用源码的形式给大家介绍如何用C#调用蓝牙。下面的源码是基于destop的C#调用蓝牙的程序，也就是使用普通版本的.NET Framework来调用编程，一般是有蓝牙的笔记本电脑，或者使用外接蓝牙设备的电脑，如何使用外接蓝牙设备，请参考代码：

　　using System;

　　sing System.Collections.Generic;

　　sing System.Windows.Forms;

　　sing InTheHand.Net;

　　sing InTheHand.Net.Bluetooth;

　　sing InTheHand.Net.Sockets;

　　amespace BlueTooth

　　public partial class Form1 ： Form

　　{

　　public Form1（）

　　{

　　InitializeComponent（）;

　　}

　　BluetoothClient Blueclient = new BluetoothClient（）;

　　Dictionary《string， BluetoothAddress》 deviceAddresses = new Dictionary《string， BluetoothAddress》（）;

　　private void btnFind_Click（object sender， EventArgs e）

　　{

　　this.lblMessage.Text = “”;

　　this.lblMessage.Visible = true;

　　BluetoothRadio BuleRadio = BluetoothRadio.PrimaryRadio;

　　BuleRadio.Mode = RadioMode.Connectable;

　　BluetoothDeviceInfo［］ Devices = Blueclient.DiscoverDevices（）;

　　lsbDevices.Items.Clear（）;

　　deviceAddresses.Clear（）;

　　foreach （BluetoothDeviceInfo device in Devices）

　　{

　　lsbDevices.Items.Add（device.DeviceName）;

　　deviceAddresses［device.DeviceName］ = device.DeviceAddress;

　　}

　　this.lblMessage.Text = “搜索设备完成，搜索到” + lsbDevices.Items.Count + “个蓝牙设备。”;

　　}

　　private void btnConnect_Click（object sender， EventArgs e）

　　{

　　try

　　{

　　BluetoothAddress DeviceAddress = deviceAddresses［lsbDevices.SelectedItem.ToString（）］;

　　Blueclient.SetPin（DeviceAddress， txtPwd.Text.Trim（））;

　　Blueclient.Connect（DeviceAddress， BluetoothService.Handsfree）;

　　MessageBox.Show（“配对成功。”）;

　　}

　　catch （Exception ex）

　　{

　　MessageBox.Show（ex.Message）;

　　}

　　上图是点击finddevices按钮后的结果。我们选择其中的一个设备，然后在Password的textbox中输入配对密码，点击Connect，如果成功会弹出对话框提示“配对成功”，如果失败会出现如下提示：

　　Note：你只要想在Visual Studio中建立一个winform的默认程序，并把代码复制过去，然后引用InTheHand.Net.Personal.dll你的程序就可以直接运行了。不过我不建议你直接复制，最好是敲一边代码比较好。

　　上面的示例代码中还需要特殊注意的就是下面这三个命名空间：

　　using InTheHand.Net;

　　using InTheHand.Net.Bluetooth;

　　using InTheHand.Net.Sockets;

　　他们是哪来的呢？在上面的程序中我引用了一个外部的DLL:InTheHand.Net.Personal.dll，上面那三个命名空间就是InTheHand.Net.Personal.dll中的。我使用的是桌面版的.NET Framework3.5，如果你想在移动设备，如手机或者手持机等移动设备而上使用，那么你只需要创建一个.NET Compact Framework 3.5的程序，把上面的源码直接复制过去，并且引用InTheHand.Net.Personal.dll的移动版本就ok了。

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