[基于CC2541蓝牙模块与单片机的串口通信.docx

基于CC2541蓝牙模块与单片机的串口通信摘要蓝牙技术作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，可提供低功耗、短距离的无线空中接口，在各种固定与移动设备之间实现无线通信。在移动通信、无线数据采集、无线遥控与遥测、计算机网络及自动控制等多种领域，蓝牙技术都有着广泛的应用。蓝牙协议规范具有多个层次，完整的蓝牙协议栈的开发是一项很复杂的工程，而在大多数嵌入式应用中，只是需要实现基本的无线数据传输功能，并不需要实现全部的蓝牙协议栈。针对此类应用，若是能提供一套实用的蓝牙无线接口、实现一个通用的无线数据传输模块，就可以比较有效地缩短开发周期，降低开发成本。蓝牙通讯最初设计初衷是方便移动电话（手机）与配件之间进行低成本、低功耗无线通信连接，现在已经成为IEEE802.15标准，得到全球上万家厂商支持。本文通过对美国德州仪器半导体公司（TI）开发的CC2541蓝牙模块与51单片机搭建电路实现无线通信技术。 BLE（Bluetooth Low Energy），蓝牙 4.0 标准里的一个子集，蓝牙 4.0 分为两部分，一个是能够兼容传统蓝牙的高速部分，另外就是这里的 BLE， 的两大显著特点：BLE功耗低，速率低。所以你就别打算用 BLE 来做音频传输或者文件传输了，目前 BLE最大的传输速率只能达到 4~5K 字节/每秒。BLE 协议栈，蓝牙 4.0 里的 BLE，只是一个协议规范，而 BLE 协议栈则是该协议的代码实现。蓝牙组织 SIG，只负责制定协议，而协议如何实现，则需要各个芯片公司完成。可以这样理解，BLE 协议栈是芯片公司预先编好的源码或者库。关键词：蓝牙 单片机 通信 BLE4.0绪论背景介绍蓝牙技术的最初倡导者是五家世界著名的计算机和通信公司：爱立信Ericsson、国际商用机器IBM、英特尔Intel、诺基亚NoMa和东芝Toshiba。1998年5月，以爱立信为首，此五家IT巨人共同提出了一种近距离无线数字通信的技术标准，目标是实现最高传输速率可达1Mb／s(有效传输速率为720Kb／s)，最大传输距离为10m的无线通信技术，即蓝牙技术，并成立了国际化组织蓝牙SIG(SpecialInterest Group)，致力于蓝牙规范的制定和蓝牙技术在全球范围内的推广。蓝牙通信有很多优点，首先是低功耗，以BLE 4.0为例，一节钮扣电池在静态工作状态可以支持一年；其次是低成本，TI公司的CC2540蓝牙SOC方案芯片出售价仅1美元，可以让人们低廉使用蓝牙技术；再次是开放性，2.4GHz的频段全球开放，没有政府监管；最后是适合时代潮流，现在是手机的时代，蓝牙技术本来就为它而生。蓝牙4.0协议是2010年6月由SIG（Special Interest Group）发布的最新标准，它有2种模式：BLE（Bluetooth low energy）只能与4.0协议设备通信，适应节能且仅收发少量数据的设备（如家用电子）；BR/EDR（Basic Rate / Enhanced Data Rate），向下兼容（能与3.0/2.1/2.0通信），适应收发数据较多的设备（如耳机）。目前，苹果公司的iPhone 4S、iPhone 5、miniPad和iPad 3；小米手机2；三星公司的Galaxy SIII和Note II；HTC ONE系列等移动设备都支持蓝牙4.0CC2540/CC2541，美国德州仪器半导体公司（简称 TI）的 BLE 芯片，TI 实现的 BLE协议栈同样是 ble 协议的代码实现，这些 BLE 代码正是运行在 CC2540/CC2541 芯片上，简单的说 CC254x 就是一颗带有蓝牙功能的 51 单片机，其他单片机有的资源，例如定时器，UART，SPI，ADC，GPIO，USB(CC2540 专有)，I2C(CC2541 专有)等等，CC254x 也都有，而 BLE 协议栈也就是一些复杂一点的 C 语言源码硬件设备CC254x 的应用非常广，三种金典应用：1 串口透传，2 穿戴式设备，3PC上的 BLE 适配器，这样就对应了三种设备，带有带串口的 SmartRF 开发板（用来开发大部分的应用），带有三轴加速度计的 Keyfob 防丢器开发板（用来开发穿戴式设备），最后是CC2540USBdongle，可以直接插在 USB 口上（开发 BLE 适配器或者虚拟串口等应用）。而且TI 的 BLE 协议栈例程，也是建立在这三种设备上。2.1 SmartRF 开发板SmartRF 开发板兼容 TI 官方的 SmartRF05EB 开发板，TI 的 BLE 协议栈里提供的大部分例程，均基于该开发板创建，我们除了升级了 LCD 为 12864 外，其余完全兼容，TI 协议栈例程可以直接在我们的 SmartRF 上运行，这一点非常重要，