低功耗藍牙5.0開發(fā)與應(yīng)用：基于nRF52系列處理器（提高篇）

第1篇藍牙工程搭建篇

第1章藍牙5.0基礎(chǔ)知識以及學(xué)習(xí)規(guī)劃2

1.1藍牙5.0基礎(chǔ)知識2

1.1.1藍牙5.0簡介2

1.1.2藍牙BLE協(xié)議棧結(jié)構(gòu)3

1.2藍牙BLE如何實現(xiàn)連接與通信5

1.2.1從機廣播5

1.2.2主機掃描6

1.2.3建立連接7

1.2.4發(fā)送與接收數(shù)據(jù)8

1.3學(xué)習(xí)規(guī)劃9

1.3.1藍牙BLE基礎(chǔ)工程搭建10

1.3.2藍牙服務(wù)的建立10

1.3.3藍牙數(shù)據(jù)傳輸10

1.3.4藍牙參數(shù)及安全設(shè)置11

1.3.5從機藍牙綜合應(yīng)用11

1.3.6主機的搭建以及組網(wǎng)12

第2章藍牙BLE樣例的建立13

2.1藍牙BLE樣例工程結(jié)構(gòu)13

2.2藍牙主函數(shù)21

2.2.1外設(shè)初始化23

2.2.2協(xié)議棧層配置25

2.2.3應(yīng)用層配置28

2.2.4電源管理30

2.3下載驗證31

第3章藍牙程序信息Log顯示34

3.1Log打印串口輸出配置34

3.2Log打印RTT的輸出配置37

3.3Log日志參數(shù)__________41

3.3.1Log日志輸出顏色41

3.3.2Log日志時間戳41

3.3.3Log日志打印類型43

3.3.4模塊配置的日志使能44

第4章藍牙協(xié)議棧下的軟件定時器47

4.1軟件定時器47

4.2藍牙BLE下軟件定時器配置48

4.2.1BLE定時器聲明48

4.2.2定時器開始定時51

4.2.3定時器超時處理52

4.2.4主函數(shù)編寫52

4.3應(yīng)用與調(diào)試53

第5章藍牙協(xié)議棧下按鍵的使用55

5.1按鍵下控制觸發(fā)LED燈55

5.1.1協(xié)議棧下板級設(shè)備配置55

5.1.2下載與驗證59

5.2按鍵下的長按和短按59

5.2.1長按與短按的配置59

5.2.2按鍵數(shù)量的增加64

5.2.3長按與短按的分離66

5.3本章小結(jié)68

第6章藍牙協(xié)議初始化69

6.1nRF52832藍牙協(xié)議棧初始化函數(shù)結(jié)構(gòu)69

6.2協(xié)議棧回復(fù)使能應(yīng)答70

6.2.1協(xié)議棧使能70

6.2.2議棧時鐘設(shè)置71

6.3協(xié)議棧默認配置的設(shè)置__________74

6.3.1配置鏈接數(shù)目和角色74

6.3.2配置MTU協(xié)商值76

6.3.3設(shè)置定制的UUID數(shù)目77

6.3.4GATTS的屬性表大小77

6.3.5使能服務(wù)變化特征值78

6.4使能協(xié)議棧80

6.5注冊藍牙處理事件80

6.6應(yīng)用:協(xié)議棧采用內(nèi)部RC運行83

第7章通用訪問規(guī)范GAP84

7.1藍牙GAP84

7.2GAP初始化安全模式配置85

7.3設(shè)備名稱修改與外觀設(shè)置87

7.3.1藍牙設(shè)備名稱設(shè)置87

7.3.2中文廣播名稱設(shè)置90

7.3.3藍牙應(yīng)用圖標的設(shè)置93

7.4GAP初始化設(shè)置連接參數(shù)95

7.4.1GAP連接參數(shù)定義95

7.4.2連接參數(shù)配置96

7.5本章小結(jié)101

第8章藍牙連接參數(shù)更新102

8.1藍牙連接參數(shù)更新函數(shù)結(jié)構(gòu)102

8.1.1連接更新的配置102

8.1.2連接參數(shù)更新描述103

8.1.3連接參數(shù)更新應(yīng)答104

8.1.4主機協(xié)商結(jié)果處理104

8.2連接參數(shù)更新步驟105

8.3參數(shù)更新過程109

8.4本章總結(jié)112

第9章藍牙廣播初始化分析113

9.1nRF52832藍牙BLE廣播初始化113

9.1.1廣播參數(shù)定義114

9.1.2廣播模式配置117

9.1.3藍牙廣播的啟動119

9.2不進入Idle無效模式124

9.3藍牙BLE廣播響應(yīng)包125

第2篇藍牙服務(wù)任務(wù)建立篇

第10章低功耗藍牙BLE之LED燈任務(wù)的讀/寫130

10.1nRF52832藍牙協(xié)議的分層130

10.1.1應(yīng)用層131

10.1.2控制層132

10.1.3主協(xié)議棧層132

10.2通用訪問規(guī)范(GAP)133

10.2.1角色133

10.2.2從機廣播133

10.2.3主機掃描并發(fā)起連接134

10.3通用屬性配置文件(GATT)134

10.3.1數(shù)據(jù)配置文件135

10.3.2服務(wù)135

10.3.3特性135

10.4定制私有文件服務(wù)137

10.4.1工程框架的搭建137

10.4.2私有主服務(wù)的建立137

10.4.3服務(wù)特性的設(shè)置139

10.4.4協(xié)議棧事件處理143

10.4.5應(yīng)用層的實現(xiàn)144

10.5下載驗證146

第11章藍牙BLE的按鍵通知148

11.1原理分析148

11.2按鍵通知特性的建立148

11.2.1特性參數(shù)配置149

11.2.2GATT屬性配置149

11.2.3特性添加150

11.3按鍵處理與通知數(shù)據(jù)上傳152

11.3.1按鍵處理152

11.3.2通知數(shù)據(jù)上傳函數(shù)153

11.4下載驗證154

11.5連接后自動使能CCCD155

11.5.1連接時發(fā)起回調(diào)155

11.5.2更新從機屬性信息156

第12章藍牙BLE的電池服務(wù)159

12.1電池服務(wù)函數(shù)庫159

12.1.1電池函數(shù)庫文件的添加159

12.1.2電池服務(wù)建立160

12.1.3電池采樣步驟164

12.2應(yīng)用層的實現(xiàn)165

12.2.1電池服務(wù)的調(diào)用165

12.2.2電池參數(shù)值的采集166

12.2.3電池電量的更新168

12.2.4定時器設(shè)計171

12.2.5主函數(shù)編寫172

12.3下載與測試173

第13章藍牙心電服務(wù)的建立175

13.1工程項目的建立175

13.1.1主函數(shù)的建立176

13.1.2外設(shè)部分初始化__________176

13.1.3服務(wù)初始化177

13.2心率服務(wù)設(shè)計180

13.2.1心率服務(wù)包含的特性180

13.2.2身體測量位置特性的添加182

13.2.3心率服務(wù)特性的添加183

13.2.4心率數(shù)據(jù)接口格式185

13.2.5心率數(shù)據(jù)上傳188

13.3設(shè)備信息服務(wù)設(shè)計191

13.4下載驗證197

第14章藍牙任務(wù)的UUID設(shè)置199

14.1UUID設(shè)置規(guī)則199

14.1.1藍牙技術(shù)聯(lián)盟UUID199

14.1.2供應(yīng)商特定的UUID199

14.2程序中UUID的設(shè)置201

14.2.1藍牙協(xié)議小組公共UUID設(shè)置201

14.2.2私有服務(wù)UUID設(shè)置202

14.2.3UUID類型切換205

14.3應(yīng)用與調(diào)試206

第15章藍牙派發(fā)回調(diào)機制208

15.1觀察者模式分析208

15.1.1觀察者observer模型208

15.1.2觀察者observer運行機制211

15.1.3片上SoC事件派發(fā)214

15.2回調(diào)機制的驗證215

15.3本章小結(jié)216

第3篇藍牙數(shù)據(jù)傳輸與存儲篇

第16章藍牙BLE之藍牙串口218

16.1藍牙串口工程的建立218

16.1.1主函數(shù)的建立219

16.1.2外設(shè)部分初始化220

16.1.3服務(wù)初始化221

16.2藍牙串口服務(wù)頭文件的設(shè)計222

16.2.1串口服務(wù)函數(shù)聲明222

16.2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體設(shè)計222

16.3藍牙串口服務(wù)的設(shè)計224

16.3.1開通應(yīng)用主服務(wù)224

16.3.2藍牙接收和發(fā)送特性的添加226

16.3.3應(yīng)用層的實現(xiàn)228

16.4藍牙串口數(shù)據(jù)通道的搭建228

16.4.1藍牙事件派發(fā)函數(shù)228

16.4.2處理串口寫事件229

16.4.3處理串口接收事件231

16.4.4數(shù)據(jù)包長度控制233

16.5下載驗證236

第17章藍牙BLE遙控器238

17.1遙控指令設(shè)置原理238

17.2遙控OLED顯示239

17.2.1OLED顯示原理239

17.2.2OLED驅(qū)動的編寫241

17.2.3手機遙控OLED顯示247

17.3應(yīng)用與調(diào)試249

第18章藍牙BLE溫濕度檢測250

18.1溫濕度DHT11驅(qū)動250

18.2溫濕度采集方法一253

18.2.1應(yīng)用層初始化傳感器253

18.2.2采集指令發(fā)送254

18.2.3下載與測試255

18.3溫濕度采集方法二257

18.3.1初始化傳感器257

18.3.2私有任務(wù)建立259

18.3.3采集溫濕度數(shù)據(jù)上傳261

18.3.4定時器的建立與啟動262

18.3.5下載與調(diào)試263

18.4本章總結(jié)264

第19章藍牙Flash存儲之fstorage265

19.1藍牙Flash存儲265

19.2Fstorage存儲編寫API266

19.2.1Flash區(qū)域聲明266

19.2.2寫數(shù)據(jù)267

19.2.3讀數(shù)據(jù)269

19.2.4整頁擦除270

19.3程序存儲操作的實現(xiàn)271

19.4應(yīng)用與調(diào)試275

第20章藍牙Flash存儲之FDS276

20.1藍牙Flash存儲模塊276

20.2FDS庫函數(shù)API277

20.3FDS的讀/寫過程281

20.3.1FDS數(shù)據(jù)幀格式281

20.3.2FDS文件寫入和查找方式282

20.3.3FDS數(shù)據(jù)更新284

20.3.4FDS數(shù)據(jù)擦除與垃圾回收284

20.4FDS方式編程方法285

20.4.1FDS配置參數(shù)285

20.4.2FDS配置流程287

20.5應(yīng)用與調(diào)試293

第21章遠程傳輸數(shù)據(jù)Flash存儲294

21.1兩種存儲方式對比294

21.2藍牙接收數(shù)據(jù)fstorage方式下存儲295

21.2.1Fstorage模式初始化295

21.2.2Fstorage事件回調(diào)函數(shù)296

21.2.3數(shù)據(jù)接收回調(diào)處理297

21.2.4下載與測試298

21.3藍牙接收數(shù)據(jù)FDS方式下存儲301

21.3.1設(shè)置FDS數(shù)據(jù)格式301

21.3.2配置FDS的記錄參數(shù)301

21.3.3初始化FDS文件系統(tǒng)302

21.3.4數(shù)據(jù)接收回調(diào)處理302

21.3.5下載與測試305

第22章nRF52xx藍牙通信包307

22.1空中數(shù)據(jù)接口307

22.1.1空中數(shù)據(jù)包格式307

22.1.2廣播頻道PDU域格式309

22.1.3連接數(shù)據(jù)頻道PDU域格式315

22.2廣播包抓取分析316

22.2.1抓取的廣播包特征317

22.2.2廣播包分析318

22.3連接的數(shù)據(jù)包抓取321

22.3.1抓取數(shù)據(jù)包特征321

22.3.2數(shù)據(jù)包分析322

22.4本章小結(jié)323

第23章傳輸數(shù)據(jù)吞吐量324

23.1低功耗藍牙的理論吞吐率324

23.1.1藍牙4.0和藍牙4.2的吞吐量325

23.1.2藍牙5.0的吞吐量326

23.2傳輸速率的影響因素327

23.3nRF52xx藍牙傳輸速率配置329

23.3.1吞吐量傳輸測試框架搭建329

23.3.2配置參數(shù)增大吞吐量335

23.4本章小結(jié)341

第24章藍牙實現(xiàn)低功耗的方式342

24.1nRF52系列的兩種功耗模式342

24.1.1系統(tǒng)開低功耗模式342

24.1.2系統(tǒng)關(guān)睡眠模式344

24.2nRF52降低功耗方法347

24.2.1硬件電路設(shè)計347

24.2.2降低功耗的改進方案349

第4篇綜合篇

第25章青風(fēng)nRF52開發(fā)板綜合開機實驗353

25.1開機測試目標353

25.2工程文件的搭建354

25.3軟件編寫357

25.3.1RTC定時時鐘的編寫357

25.3.2電池檢測與顯示362

25.3.3按鍵、電容觸摸按鍵和W25Q16363

25.3.4MPU6050的移植366

25.4程序下載與測試367

參考文獻374