由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（4） 蓝牙, 开发

我是MT

[导读] 本文将结合TI推出的CC254x SoC 系列，讲解从环境的搭建到蓝牙4.0协议栈的开发来深入学习蓝牙4.0的开发过程。
关键词：蓝牙BLE协议栈TI公司

　　

　　本系列教程将结合TI推出的CC254x SoC 系列，讲解从环境的搭建到蓝牙4.0协议栈的开发来深入学习蓝牙4.0的开发过程。教程共分为六部分，本文为第四部分：
　　第四部分知识点：
　　第十六节 协议栈LED实验
　　第十七节 协议栈LCD显示
　　第十八节 协议栈UART实验
　　第十九节 协议栈五向按键
　　第二十节 协议栈Flash数据存储

　　有关TI 的CC254x芯片介绍，可点击下面链接查看：
　　主流蓝牙BLE控制芯片详解（1）：TI CC2540

　　同系列资料推荐：
　　由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（1）
　　由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（2）
　　由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（3）

　　有关本文的工具下载，大家可以到以下这个地址：
　　朱兆祺ForARM

　　第十六节 协议栈LED实验
　　TI的协议栈中在HAL层已经有了LED的驱动，我们只需要针对我们的开发板进行配置即可，我们的开发板有两个LED，分别对应P1.0和P1.1。这个在裸机开发的时候已经介绍了。
　　为了保持协议栈原有的代码不变，我们在BLE-CC254x-1.4.0\Components\hal\target目录下新建一个文件夹，使它适应我们的开发板。

　　

　　打开LED实验工程LEDExample，选择MT254xboard，并且在工程配置中要定义HAL_LED=TRUE，下载到开发板运行，可以看到两个LED同时在闪烁。

　　

　　

　　那我们的实现代码在哪里呢？其实在协议栈中实现这个很简单，在启动事件中我们调用了一个HalLedSet函数，并且设置了两个LED同时闪烁。

　　

　　就是这么简单，协议栈已经把其它事情做好了，只需要我们调用设置函数即可。设置的模式总共有5种。
　　#define HAL_LED_MODE_OFF 0x00 // 关闭LED
　　#define HAL_LED_MODE_ON 0x01 // 打开LED
　　#define HAL_LED_MODE_BLINK 0x02 // 闪烁一次
　　#define HAL_LED_MODE_FLASH 0x04 // 不断的闪烁，最多255次
　　#define HAL_LED_MODE_TOGGLE 0x08 // 翻转LED状态
　　为了适应不同的需求，我们可能需要更改LED的输出引脚，如图板级配置在hal_board_cfg.h文件中。

　　

　　

　　这里我们的开发板只有两个LED，所以我们在这里根据开发板的实际情况修改相应的IO口。

　　第十七节 协议栈LCD显示实验
　　打开LCD12864的实验工程，一样的在工程配置中打开LCD，选择MT254xboard然后直接编译下载，我们可以看到LCD上已经有显示了。

　　

　　这些显示来自哪里呢？

　　

　　在初始化函数中可以看到图中的函数调用，这里是将字符串显示到LCD的第一行。

　　

　　在事件回调函数中可以看到这里将本机地址显示到第二行，将字符串Initialized显示到第三行，但是为什么我们在第三行没有看到这行字符串呢？而显示的字符串是Advertising ，这是因为系统启动后运行非常快，在我们还没反应过来的时候已经进入了广播状态，并且将原来的字符串覆盖了，所以我们最后只能看到Advertising 了。

　　

　　HalLcdWriteString是将第一个参数指向的字符串显示到第二个参数指定第几行中，例如我们需要在第5行显示系统启动信息，我们可以在启动事件中，添加如下代码。

　　

　　这里我们来介绍一下Lcd驱动的实现，在Hal_lcd.h文件中申明了以下函数，这些函数的功能都有英文注释，这里我就不再累述了。
　　/*
　　* Initialize LCD Service
　　*/
　　extern void HalLcdInit（void）;
　　/*
　　* Write a string to the LCD
　　*/
　　extern void HalLcdWriteString （ char *str， uint8 option）;
　　/*
　　* Write a value to the LCD
　　*/
　　extern void HalLcdWriteValue （ uint32 value， const uint8 radix， uint8 option）;
　　/*
　　* Write a value to the LCD
　　*/
　　extern void HalLcdWriteScreen（ char *line1， char *line2 ）;
　　/*
　　* Write a string followed by a value to the LCD
　　*/
　　extern void HalLcdWriteStringValue（ char *title， uint16 value， uint8 format， uint8 line ）;
　　/*
　　* Write a string followed by 2 values to the LCD
　　*/
　　extern void HalLcdWriteStringValueValue（ char *title， uint16 value1， uint8 format1， uint16 value2， uint8 format2， uint8 line ）;
　　/*
　　* Write a percentage bar to the LCD
　　*/
　　extern void HalLcdDisplayPercentBar（ char *title， uint8 value ）;
　　协议栈中很多地方都调用了这些函数，我们如果要使我们的硬件能够兼容协议栈，被协议栈使用，就需要实现这些函数的定义，当然，为了适应我们的开发板，我已经实现了这些函数，实现都在hal_lcd.c中。

　　第十八节 协议栈UART实验
　　协议栈中已经用了串口的驱动，我们要做的只是对串口进行初始化，然后就可以进行串口数据的收发了。
　　用使用串口，第一步，需要打开使能串口功能，通过配置工程来实现，这里注意，我们现在不使用USB的CDC类来实现串口，所以HAL_UART_USB=FALSE。
　　HAL_UART=TRUE
　　HAL_UART_USB=FALSE
　　要使用串口必须先初始化相应的串口，那该如何初始化呢？在Hal_uart.h文件中我们可以看到如下函数。
　　uint8 HalUARTOpen（uint8 port， halUARTCfg_t *config）;
　　这个函数就是用来初始化串口的，这个函数有两个参数，第一个指定串口号，第二个是串口的配置参数。我们来看看这个结构体的定义：
　　typedef struct
　　{
　　bool configured; // 配置与否
　　uint8 baudRate; // 波特率
　　bool flowControl; // 流控制
　　uint16 flowControlThreshold;
　　uint8 idleTimeout; // 空闲时间
　　halUARTBufControl_t rx; // 接收
　　halUARTBufControl_t tx; // 发送
　　bool intEnable; // 中断使能
　　uint32 rxChRvdTime; // 接收数据时间
　　halUARTCBack_t callBackFunc; // 回调函数
　　}halUARTCfg_t;
　　这个结构体成员很多，但是我们在使用串口的时候并不需要使用所有的成员。
　　void Serial_Init（void）
　　{
　　halUARTCfg_t SerialCfg = {0};
　　SerialCfg.baudRate = HAL_UART_BR_115200; // 波特率
　　SerialCfg.flowControl = HAL_UART_FLOW_OFF; // 流控制
　　SerialCfg.callBackFunc = SerialCb; // 回调函数
　　SerialCfg.intEnable = TRUE;
　　SerialCfg.configured = TRUE;
　　HalLcdWriteString（ “Open Uart0”， HAL_LCD_LINE_5 ）; // 在第5行显示启动信息
　　HalUARTOpen（HAL_UART_PORT_0， &SerialCfg）;
　　HalUARTWrite（HAL_UART_PORT_0， “Hello MT254xBoard\r\n”， osal_strlen（“Hello MT254xBoard\r\n”））;
　　}
　　在串口回调函数中我们只做一件事，将串口接收到的数据显示到LCD中并且原样的从串口输出。回调函数的实现如下：
　　static void SerialCb（ uint8 port， uint8 events ）
　　{
　　uint8 RxBuf［64］={0};
　　if（（events & HAL_UART_TX_EMPTY）||（ events & HAL_UART_TX_FULL ）） // 发送区满或者空
　　{
　　return;
　　}
　　uint16 usRxBufLen = Hal_UART_RxBufLen（HAL_UART_PORT_0）; // 读取接收据量
　　usRxBufLen = MIN（64，usRxBufLen）;
　　uint16 readLen = HalUARTRead（HAL_UART_PORT_0， RxBuf， usRxBufLen）;
　　HalUARTWrite（HAL_UART_PORT_0， RxBuf， usRxBufLen）;
　　}
　　实验现象，从实验现象中可以看到，一开始在串口中输出了一个标志字符串，然后我们通过串口发送了0123456789，然后数据原样的从串口输出了，这和我们预期的结果是一样的。

　　

　　但是我们发现LCD上的显示和我们预期的不一样，LCD上只显示了6789，前面的数据并没有显示，这是怎么一回事呢？进行单步调试可以发现，我们发送一次数据，回调函数被回调了两次，第一次回调只接受到了012345，第二次回调接收到了6789，而在LCD上的显示第二次覆盖了第一次的显示，所以我们会看到这种现象，解决的办法，我们需要定义一个数据帧的时间间隔，当接收数据的间隔超过了此间隔就认为接收结束。

　　

　　下面我们改写接收处理，我们在接收到数据后开启定时器，定时5ms这样，当接收间隔大于5ms后，我们就可以在定时事件中处理串口接收到的数据。
　　static void SerialCb（ uint8 port， uint8 events ）
　　{
　　if（（events & HAL_UART_TX_EMPTY）||（ events & HAL_UART_TX_FULL ）） // 发送区满或者空
　　{
　　return;
　　}
　　uint16 usRxBufLen = Hal_UART_RxBufLen（HAL_UART_PORT_0）; // 读取接收据量
　　if（usRxBufLen）
　　{
　　usRxBufLen = MIN（128，usRxBufLen）;
　　uint16 readLen = HalUARTRead（HAL_UART_PORT_0， &SerialRxBuf［RxIndex］， usRxBufLen）; // 读取数据到缓冲区
　　RxIndex += readLen;
　　readLen %= 128;
　　osal_start_timerEx（simpleBLEPeripheral_TaskID， UART_EVENT， 5）; // 启动定时器
　　}
　　}
　　事件处理代码：
　　if （ events & UART_EVENT ）
　　{
　　HalLcdWriteString（ （char*）SerialRxBuf， HAL_LCD_LINE_6 ）; // 在第5行显示启动信息
　　HalUARTWrite（HAL_UART_PORT_0， SerialRxBuf， osal_strlen（SerialRxBuf））;
　　osal_memset（SerialRxBuf， 0， 128）;
　　return （events ^ UART_EVENT）;
　　}
　　经过这样的处理后，可以发现我们刚刚的问题已经解决了。

　　

　　到这里串口已经可以正常使用了，为了更加方便的使用串口，我在这里添加一个函数实现标准C中printf，这样更有利于我们输出。
　　int SerialPrintf（const char*fmt， 。。。）
　　{
　　uint32 ulLen;
　　va_list ap;
　　char *pBuf = （char*）osal_mem_alloc（PRINT_BUF_LEN）; // 开辟缓冲区
　　va_start（ap， fmt）;
　　ulLen = vsprintf（pBuf， fmt， ap）; // 用虚拟打印函数实现
　　va_end（ap）;
　　HalUARTWrite（HAL_UART_PORT_0， （uint8*）pBuf， ulLen）; // 从串口0输出
　　osal_mem_free（pBuf）; // 释放内存空间
　　return ulLen;
　　}
　　我们可以像使用C标准中的printf来使用这个函数，例如我们将LCD的输出全部导向串口的输出，在HalLcdWriteString的实现中添加串口输出代码，如下图：

　　

　　重新编译并且烧录后可以看到LCD的输出和串口的输出是一样的了。

　　

　　第十九节 协议栈五向按键
　　和前面几个一样，按键的驱动在协议栈中也已经有了，我们只需要做一些小的修改，使它适应我们的开发板即可。
　　1. 修改工程配置，使能按键功能。

　　

　　2. 在我们的工程中要使用按键功能，仅仅打开配置选项是不够的。因为协议栈代码默认只有MINIDK开发板才有按键。

　　

　　从这里可以看到（类似的地方有很多），如果要使能按键功能还需要定义CC2540_MINIDK，但是阅读整个协议栈你会发现，定义 CC2540_MINIDK后还会打开其它的功能，而那些功能并不是我们想要的，所以在这里我们使用另外一种方法来实现。我们定义我们的开发板也能使用按键功能，所以在工程配置中添加MT254xboard=TRUE，然后在按键功能有宏开关的地方加入这个条件。具体位置参见代码。

　　

　　按下相应的按键后可以看到串口输出相应的按键值。五向按键的工作原理在裸机开发的时候已经讲过了，在协议栈中已经有相应的驱动代码了，无需我们编写，只需要按照实际情况改写即可。例如我们的开发板每个按键对应的电压值和原来的值并不一样，所以我们这里改写了每个按键值的电压范围。
　　uint8 halGetJoyKeyInput（void）
　　{
　　/* The joystick control is encoded as an analog voltage.
　　* Read the JOY_LEVEL analog value and map it to joy movement.
　　*/
　　uint16 adc;
　　uint8 ksave0 = 0;
　　uint8 ksave1;
　　/* Keep on reading the ADC until two consecutive key decisions are the same. */
　　do
　　{
　　ksave1 = ksave0; /* save previouse key reading */
　　adc = HalAdcRead （HAL_KEY_JOY_CHN， HAL_ADC_RESOLUTION_10）;
　　if （（adc 》= 2） && （adc 《= 95）） // 85 right
　　{
　　ksave0 |= HAL_KEY_RIGHT;
　　}
　　else if （（adc 》= 96） && （adc 《= 110）） // 101 cent
　　{
　　ksave0 |= HAL_KEY_CENTER;
　　}
　　else if （（adc 》= 111） && （adc 《= 140）） // 127 up
　　{
　　ksave0 |= HAL_KEY_UP;
　　}
　　else if （（adc 》= 141） && （adc 《= 200）） // 170 left
　　{
　　ksave0 |= HAL_KEY_LEFT;
　　}
　　else if （（adc 》= 201） && （adc 《= 300）） // 257 down
　　{
　　ksave0 |= HAL_KEY_DOWN;
　　}
　　} while （ksave0 ！= ksave1）;
　　return ksave0;
　　}

　　第二十节 协议栈Flash数据存储
　　CC254x自带了256K Flash，这256K的储存空间不仅可以储存代码，也可以储存用户的数据，协议栈自带了SNV管理代码，我们只需要学会使用即可。
　　SNV的使用只有两个函数，分别是读函数osal_snv_read和写函数osal_snv_write，在SNV的储存中，储存的每个数据都有一个唯一的ID，SNV也正是利用这个ID来管理储存在Flash中的数据，在BLE的协议栈中，蓝牙自身数据储存用了一部分ID，我们储存的数据ID不可使用这些ID，在bcomdef.h中有这些ID的定义。

　　

　　下面我们往SNV中存入串口接收到的数据，然后开发板断电重启后读取出这串字符串并通过串口发送出去，来演示SNV的断电保存。
　　首先我们定义一个我们储存数据的ID，注意不能和已经有的定义冲突。
　　#define BLE_NVID_USER_CFG_START 0x80 //！《 Start of the USER Configuration NV IDs
　　#define BLE_NVID_USER_CFG_END 0x89 //！《 End of the USER Configuration NV IDs
　　我们在启动事件中读取SNV中0x80的值并通过串口输出读取结果，如果读取成功，则会将读取结果打印到PC端，如果读取失败，则会提示读取失败。

　　

　　在串口接收事件中将接收到的数据存入SNV中，并且也进行相应的提示。

　　

　　将工程编译下载后，可以看到现象如下：

　　

　　第一次上电可以看到，提示读取数据失败了，说明第一次运行时是没有存储数据的，接下来我们通过串口发送字符串 MT254xboard SNV Test字符串。

　　

　　可以看到成功的将我们发送过去的字符存入了SNV中，那是否成功存入呢？我们将开发板断电后重启，看看第二次上电是否能够读取出我们存入的数据。

　　

　　重启后可以发现我们成功的读取出了第一次存入的数据，说明我们成功的将数据存入了SNV中。