2。5 基于 nrf51822 的蓝牙 4。0 解决方案

Nordic 的 nRF51822 是功能强大且灵活的多协议片上系统(SoC)器件,它集成 了 nRF51x 系列无线收发器,适用于开发智能穿戴设备和 2。4GHz 低功耗无线产品的开 发[10]。nRF51822 器件是围绕一个 32 位 ARM Cortex M0 CPU 而构建的,具有 256kB/128kB 闪存、32kB/16kB RAM 和一些数字、模拟外设。ARM Cortex M0 CPU 拥有 16 位和 32

位扩展指令集,实现高密度的代码和小内存占用,通过使用单周期 32 位乘法,3 级 流水线和嵌套向量控制器(NVIC),使得程序运行简单、高效[10]。ARM Cortex-M 系 列处理器的 CMSIS 的硬件抽象层已经实现,也适用于 M0 CPU,代码是向前兼容 ARM Cortex M3 芯片的。

nRF51822 完全适用于蓝牙低功耗协议,其协议在 S100 和 S110 系列软件包中实 现。S100 和 S110 系列软件包是免费的,可在 Nordic 官网上下载得到。软件包独立 于应用层代码,可直接安装到 nRF51822 上使用。Nordic 没有开源协议栈部分的源代 码,而是对应用控制层采用封装函数的格式,通过将 SoftDevice API 函数封装后, 提供函数调用接口给用户。用户只要通过帮助文档查找函数意义,所有带 SD 前缀的 函数名就是 SoftDevice API 函数。这种方式帮助用户屏蔽了大量底层硬件实现的代 码,使用户专注于应用程序的实现,从而使程序开发更为便捷高效。

nRF51822 包含所有 nRF51 系列共有的系统级特征:时钟控制,电源和复位,中 断系统,可编程 外设 总线(PPI) ,看门狗和 GPIO。

2。6基于 Altium Designer 10 的电路设计

Protel 系列一直是在我国广为流行的电子设计自动化软件,Protel 系列软件入 门门槛较低、功能强大,一直深受广大电子爱好者的喜爱。Altium Designer 10 是 从 Protel 系列发展而来的新一代板卡级设计软件,其界面风格与 Windows XP 相近, 并且相较 Protel 系列更为易用、界面友好[13]。本课题使用 Altium Designer 10 绘制 原理图,并且基于系统要求画出封装集成库,定义 PCB 设计规则。最后根据原理图生 成 PCB 文件,经过查错、修改和适当的布局后完成 PCB。

本文将在第四章详细介绍系统的硬件分析和设计过程。其中 2。1 小节对系统进行 需求分析,并根据需求分析选择相应的技术来完成系统功能。简要介绍了移动设备客 户端和门锁控制端的软硬件开发平台,说明技术选择的原因。在 2。2 至 2。6 小节详细 介绍系统开发所使用的关键技术,以及绘制原理图、PCB 板所使用的 Altium Designer 软件。

第三章 系统分析与设计

3。1 系统功能分析

通过对系统进行需求分析,我们了解了系统的需求。通过进行相应的技术选择, 我们确定了项目的可行性。本系统中将主动发起扫描的移动设备作为蓝牙主设备,发 送广播等待连接的控制端作为蓝牙从设备。接下来我们将对系统的功能进行介绍。 3。1。1 移动设备客户端功能来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

基于 Android 平台的移动设备客户端主要完成蓝牙设备扫描、蓝牙设备连接、数 据发送、数据接收的功能。

下面对各个功能模块进行讲解: 1。蓝牙设备扫描:进入客户端后,客户端即自动调用设备的蓝牙功能(依赖于硬

件支持)。点击“Connect”按钮,扫描附近正在广播的蓝牙 4。0 设备。若扫描到可 连接设备则显示设备名称和地址,若超过一定时间仍未扫描到可连接设备则结束扫 描,返回上一界面。

如图 3-1 所示,进入主界面后客户端自动申请开启蓝牙功能:

图 3-1

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