低功耗蓝牙4.0BLE编程- nrf51822开发板开发(2)

2024-02-28 02:32
文章标签 开发 编程 开发板 低功耗 4.0 蓝牙 ble nrf51822

本文主要是介绍低功耗蓝牙4.0BLE编程- nrf51822开发板开发(2)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

首先看的示例是心率计一个示例程序：<KEIL path> \ARM\Device\Nordic\nrf51822\Board\pca10001\s110\ble_app_hrs\arm。

    打开工程前需要下载蓝牙协议栈S110 nRF51822 SoftDevice（s110_nrf51822_6.0.0_softdevice.hex）到板子中，这个手册上有说明。

    首先看的是main.c中的main函数：

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  1. /***************************************************************************** 
  2. * Main Function 
  3. *****************************************************************************/  
  4.   
  5. /**@brief Function for the application main entry. 
  6.  */  
  7. int main(void)  
  8. {  
  9.     uint32_t err_code;  
  10.   
  11.     timers_init();  
  12.     gpiote_init();  
  13.     buttons_init();  
  14.     ble_stack_init();  
  15.     bond_manager_init();  
  16.   
  17.     // Initialize Bluetooth Stack parameters  
  18.     gap_params_init();  
  19.     advertising_init();  
  20.     services_init();  
  21.     conn_params_init();  
  22.     sec_params_init();  
  23.   
  24.     // Start advertising   
  25.     advertising_start();  
  26.   
  27.     // Enter main loop   
  28.     for (;;)  
  29.     {  
  30.         // Switch to a low power state until an event is available for the application  
  31.         err_code = sd_app_evt_wait();  
  32.         APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  33.     }  
  34. }  
/*****************************************************************************
* Main Function
*****************************************************************************/
/**@brief Function for the application main entry.
*/
int main(void)
{
uint32_t err_code;
timers_init();
gpiote_init();
buttons_init();
ble_stack_init();
bond_manager_init();
// Initialize Bluetooth Stack parameters
gap_params_init();
advertising_init();
services_init();
conn_params_init();
sec_params_init();
// Start advertising
advertising_start();
// Enter main loop
for (;;)
{
// Switch to a low power state until an event is available for the application
err_code = sd_app_evt_wait();
APP_ERROR_CHECK(err_code);
}
}

它很简洁：初始化->start->loop。

(1)Timer初始化

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  1. /**@brief Function for the Timer initialization. 
  2.  * 
  3. * @details Initializes the timer module. This creates and starts application timers. 
  4. */  
  5. static void timers_init(void)  
  6. {  
  7.     uint32_t err_code;  
  8.   
  9.     // Initialize timer module  
  10.     APP_TIMER_INIT(APP_TIMER_PRESCALER, APP_TIMER_MAX_TIMERS, APP_TIMER_OP_QUEUE_SIZE, false);  
  11.   
  12.     // Create timers   
  13.     err_code = app_timer_create(&m_battery_timer_id,  
  14.                                 APP_TIMER_MODE_REPEATED,  
  15.                                 battery_level_meas_timeout_handler);  
  16.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  17.   
  18.     err_code = app_timer_create(&m_heart_rate_timer_id,  
  19.                                 APP_TIMER_MODE_REPEATED,  
  20.                                 heart_rate_meas_timeout_handler);  
  21.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  22. }  
/**@brief Function for the Timer initialization.
*
* @details Initializes the timer module. This creates and starts application timers.
*/
static void timers_init(void)
{
uint32_t err_code;
// Initialize timer module
APP_TIMER_INIT(APP_TIMER_PRESCALER, APP_TIMER_MAX_TIMERS, APP_TIMER_OP_QUEUE_SIZE, false);
// Create timers
err_code = app_timer_create(&m_battery_timer_id,
APP_TIMER_MODE_REPEATED,
battery_level_meas_timeout_handler);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
err_code = app_timer_create(&m_heart_rate_timer_id,
APP_TIMER_MODE_REPEATED,
heart_rate_meas_timeout_handler);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

使用app_timer_create创建了两个时钟，处理函数分别是battery_level_meas_timeout_handler和heart_rate_meas_timeout_handler。

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  1. /**@brief Function for handling the Battery measurement timer timeout. 
  2.  * 
  3.  * @details This function will be called each time the battery level measurement timer expires. 
  4.  *          This function will start the ADC. 
  5.  * 
  6.  * @param[in]   p_context   Pointer used for passing some arbitrary information (context) from the 
  7.  *                          app_start_timer() call to the timeout handler. 
  8.  */  
  9. static void battery_level_meas_timeout_handler(void * p_context)  
  10. {  
  11.     UNUSED_PARAMETER(p_context);  
  12.     battery_start();  
  13. }  
  14.   
  15.   
  16. /**@brief Function for handling the Heart rate measurement timer timeout. 
  17.  * 
  18.  * @details This function will be called each time the heart rate measurement timer expires. 
  19.  *          It will exclude RR Interval data from every third measurement. 
  20.  * 
  21.  * @param[in]   p_context   Pointer used for passing some arbitrary information (context) from the 
  22.  *                          app_start_timer() call to the timeout handler. 
  23.  */  
  24. static void heart_rate_meas_timeout_handler(void * p_context)  
  25. {  
  26.     uint32_t err_code;  
  27.   
  28.     UNUSED_PARAMETER(p_context);  
  29.   
  30.     err_code = ble_hrs_heart_rate_measurement_send(&m_hrs, m_cur_heart_rate);  
  31.   
  32.     if (  
  33.         (err_code != NRF_SUCCESS)  
  34.         &&  
  35.         (err_code != NRF_ERROR_INVALID_STATE)  
  36.         &&  
  37.         (err_code != BLE_ERROR_NO_TX_BUFFERS)  
  38.         &&  
  39.         (err_code != BLE_ERROR_GATTS_SYS_ATTR_MISSING)  
  40.     )  
  41.     {  
  42.         APP_ERROR_HANDLER(err_code);  
  43.     }  
  44. }  
/**@brief Function for handling the Battery measurement timer timeout.
*
* @details This function will be called each time the battery level measurement timer expires.
*          This function will start the ADC.
*
* @param[in]   p_context   Pointer used for passing some arbitrary information (context) from the
*                          app_start_timer() call to the timeout handler.
*/
static void battery_level_meas_timeout_handler(void * p_context)
{
UNUSED_PARAMETER(p_context);
battery_start();
}
/**@brief Function for handling the Heart rate measurement timer timeout.
*
* @details This function will be called each time the heart rate measurement timer expires.
*          It will exclude RR Interval data from every third measurement.
*
* @param[in]   p_context   Pointer used for passing some arbitrary information (context) from the
*                          app_start_timer() call to the timeout handler.
*/
static void heart_rate_meas_timeout_handler(void * p_context)
{
uint32_t err_code;
UNUSED_PARAMETER(p_context);
err_code = ble_hrs_heart_rate_measurement_send(&m_hrs, m_cur_heart_rate);
if (
(err_code != NRF_SUCCESS)
&&
(err_code != NRF_ERROR_INVALID_STATE)
&&
(err_code != BLE_ERROR_NO_TX_BUFFERS)
&&
(err_code != BLE_ERROR_GATTS_SYS_ATTR_MISSING)
)
{
APP_ERROR_HANDLER(err_code);
}
}

时钟创建后并不会自动运行，当调用application_timers_start后时钟开始运行：

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  1. /**@brief Function for starting the application timers. 
  2.  */  
  3. static void application_timers_start(void)  
  4. {  
  5.     uint32_t err_code;  
  6.   
  7.     // Start application timers  
  8.     err_code = app_timer_start(m_battery_timer_id, BATTERY_LEVEL_MEAS_INTERVAL, NULL);  
  9.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  10.   
  11.     err_code = app_timer_start(m_heart_rate_timer_id, HEART_RATE_MEAS_INTERVAL, NULL);  
  12.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  13. }  
/**@brief Function for starting the application timers.
*/
static void application_timers_start(void)
{
uint32_t err_code;
// Start application timers
err_code = app_timer_start(m_battery_timer_id, BATTERY_LEVEL_MEAS_INTERVAL, NULL);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
err_code = app_timer_start(m_heart_rate_timer_id, HEART_RATE_MEAS_INTERVAL, NULL);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

services_init()初始化程序中的三个服务：ble_dis.c, ble_bas.c, ble_hrs.c。

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  1. /**@brief Function for initializing the services that will be used by the application. 
  2.  * 
  3.  * @details Initialize the Heart Rate, Battery and Device Information services. 
  4.  */  
  5. static void services_init(void)  
  6. {  
  7.     uint32_t       err_code;  
  8.     ble_hrs_init_t hrs_init;  
  9.     ble_bas_init_t bas_init;  
  10.     ble_dis_init_t dis_init;  
  11.     uint8_t        body_sensor_location;  
  12.   
  13.     // Initialize Heart Rate Service  
  14.     body_sensor_location = BLE_HRS_BODY_SENSOR_LOCATION_FINGER;  
  15.   
  16.     memset(&hrs_init, 0, sizeof(hrs_init));  
  17.       
  18.     hrs_init.is_sensor_contact_supported = false;  
  19.     hrs_init.p_body_sensor_location      = &body_sensor_location;  
  20.   
  21.     // Here the sec level for the Heart Rate Service can be changed/increased.  
  22.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&hrs_init.hrs_hrm_attr_md.cccd_write_perm);  
  23.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&hrs_init.hrs_hrm_attr_md.read_perm);  
  24.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&hrs_init.hrs_hrm_attr_md.write_perm);  
  25.   
  26.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&hrs_init.hrs_bsl_attr_md.read_perm);  
  27.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&hrs_init.hrs_bsl_attr_md.write_perm);  
  28.   
  29.     err_code = ble_hrs_init(&m_hrs, &hrs_init);  
  30.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  31.   
  32.     // Initialize Battery Service   
  33.     memset(&bas_init, 0, sizeof(bas_init));  
  34.   
  35.     // Here the sec level for the Battery Service can be changed/increased.  
  36.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&bas_init.battery_level_char_attr_md.cccd_write_perm);  
  37.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&bas_init.battery_level_char_attr_md.read_perm);  
  38.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&bas_init.battery_level_char_attr_md.write_perm);  
  39.   
  40.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&bas_init.battery_level_report_read_perm);  
  41.   
  42.     bas_init.evt_handler          = NULL;  
  43.     bas_init.support_notification = true;  
  44.     bas_init.p_report_ref         = NULL;  
  45.     bas_init.initial_batt_level   = 100;  
  46.   
  47.     err_code = ble_bas_init(&bas, &bas_init);  
  48.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  49.   
  50.     // Initialize Device Information Service  
  51.     memset(&dis_init, 0, sizeof(dis_init));  
  52.   
  53.     ble_srv_ascii_to_utf8(&dis_init.manufact_name_str, MANUFACTURER_NAME);  
  54.   
  55.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&dis_init.dis_attr_md.read_perm);  
  56.     BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&dis_init.dis_attr_md.write_perm);  
  57.   
  58.     err_code = ble_dis_init(&dis_init);  
  59.     APP_ERROR_CHECK(err_code);  
  60. }  
/**@brief Function for initializing the services that will be used by the application.
*
* @details Initialize the Heart Rate, Battery and Device Information services.
*/
static void services_init(void)
{
uint32_t       err_code;
ble_hrs_init_t hrs_init;
ble_bas_init_t bas_init;
ble_dis_init_t dis_init;
uint8_t        body_sensor_location;
// Initialize Heart Rate Service
body_sensor_location = BLE_HRS_BODY_SENSOR_LOCATION_FINGER;
memset(&hrs_init, 0, sizeof(hrs_init));
hrs_init.is_sensor_contact_supported = false;
hrs_init.p_body_sensor_location      = &body_sensor_location;
// Here the sec level for the Heart Rate Service can be changed/increased.
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&hrs_init.hrs_hrm_attr_md.cccd_write_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&hrs_init.hrs_hrm_attr_md.read_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&hrs_init.hrs_hrm_attr_md.write_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&hrs_init.hrs_bsl_attr_md.read_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&hrs_init.hrs_bsl_attr_md.write_perm);
err_code = ble_hrs_init(&m_hrs, &hrs_init);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
// Initialize Battery Service
memset(&bas_init, 0, sizeof(bas_init));
// Here the sec level for the Battery Service can be changed/increased.
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&bas_init.battery_level_char_attr_md.cccd_write_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&bas_init.battery_level_char_attr_md.read_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&bas_init.battery_level_char_attr_md.write_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&bas_init.battery_level_report_read_perm);
bas_init.evt_handler          = NULL;
bas_init.support_notification = true;
bas_init.p_report_ref         = NULL;
bas_init.initial_batt_level   = 100;
err_code = ble_bas_init(&bas, &bas_init);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
// Initialize Device Information Service
memset(&dis_init, 0, sizeof(dis_init));
ble_srv_ascii_to_utf8(&dis_init.manufact_name_str, MANUFACTURER_NAME);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_OPEN(&dis_init.dis_attr_md.read_perm);
BLE_GAP_CONN_SEC_MODE_SET_NO_ACCESS(&dis_init.dis_attr_md.write_perm);
err_code = ble_dis_init(&dis_init);
APP_ERROR_CHECK(err_code);
}

static ble_hrs_t的结构定义：

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  1. /**@brief Heart Rate Service structure. This contains various status information for the service. */  
  2. typedef struct ble_hrs_s  
  3. {  
  4.     ble_hrs_evt_handler_t        evt_handler;                                          /**< Event handler to be called for handling events in the Heart Rate Service. */  
  5.     bool                         is_expended_energy_supported;                         /**< TRUE if Expended Energy measurement is supported. */  
  6.     bool                         is_sensor_contact_supported;                          /**< TRUE if sensor contact detection is supported. */  
  7.     uint16_t                     service_handle;                                       /**< Handle of Heart Rate Service (as provided by the BLE stack). */  
  8.     ble_gatts_char_handles_t     hrm_handles;                                          /**< Handles related to the Heart Rate Measurement characteristic. */  
  9.     ble_gatts_char_handles_t     bsl_handles;                                          /**< Handles related to the Body Sensor Location characteristic. */  
  10.     ble_gatts_char_handles_t     hrcp_handles;                                         /**< Handles related to the Heart Rate Control Point characteristic. */  
  11.     uint16_t                     conn_handle;                                          /**< Handle of the current connection (as provided by the BLE stack, is BLE_CONN_HANDLE_INVALID if not in a connection). */  
  12.     bool                         is_sensor_contact_detected;                           /**< TRUE if sensor contact has been detected. */  
  13.     uint16_t                     rr_interval[BLE_HRS_MAX_BUFFERED_RR_INTERVALS];       /**< Set of RR Interval measurements since the last Heart Rate Measurement transmission. */  
  14.     uint16_t                     rr_interval_count;                                    /**< Number of RR Interval measurements since the last Heart Rate Measurement transmission. */  
  15. } ble_hrs_t;  
/**@brief Heart Rate Service structure. This contains various status information for the service. */
typedef struct ble_hrs_s
{
ble_hrs_evt_handler_t        evt_handler;                                          /**< Event handler to be called for handling events in the Heart Rate Service. */
bool                         is_expended_energy_supported;                         /**< TRUE if Expended Energy measurement is supported. */
bool                         is_sensor_contact_supported;                          /**< TRUE if sensor contact detection is supported. */
uint16_t                     service_handle;                                       /**< Handle of Heart Rate Service (as provided by the BLE stack). */
ble_gatts_char_handles_t     hrm_handles;                                          /**< Handles related to the Heart Rate Measurement characteristic. */
ble_gatts_char_handles_t     bsl_handles;                                          /**< Handles related to the Body Sensor Location characteristic. */
ble_gatts_char_handles_t     hrcp_handles;                                         /**< Handles related to the Heart Rate Control Point characteristic. */
uint16_t                     conn_handle;                                          /**< Handle of the current connection (as provided by the BLE stack, is BLE_CONN_HANDLE_INVALID if not in a connection). */
bool                         is_sensor_contact_detected;                           /**< TRUE if sensor contact has been detected. */
uint16_t                     rr_interval[BLE_HRS_MAX_BUFFERED_RR_INTERVALS];       /**< Set of RR Interval measurements since the last Heart Rate Measurement transmission. */
uint16_t                     rr_interval_count;                                    /**< Number of RR Interval measurements since the last Heart Rate Measurement transmission. */
} ble_hrs_t;

ble_hrs.h/ble_hrs.c是心率计程序服务的代码。


buttons_init(void)初始化两个按钮：HR_INC_BUTTON_PIN_NO和HR_DEC_BUTTON_PIN_NO，分别模拟心率计的加减。

[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. /**@brief Function for initializing the button module. 
  2.  */  
  3. static void buttons_init(void)  
  4. {  
  5.     // Configure HR_INC_BUTTON_PIN_NO and HR_DEC_BUTTON_PIN_NO as wake up buttons and also configure  
  6.     // for 'pull up' because the eval board does not have external pull up resistors connected to  
  7.     // the buttons.   
  8.     static app_button_cfg_t buttons[] =  
  9.     {  
  10.         {HR_INC_BUTTON_PIN_NO, false, BUTTON_PULL, button_event_handler},  
  11.         {HR_DEC_BUTTON_PIN_NO, false, BUTTON_PULL, button_event_handler}  // Note: This pin is also BONDMNGR_DELETE_BUTTON_PIN_NO  
  12.     };  
  13.       
  14.     APP_BUTTON_INIT(buttons, sizeof(buttons) / sizeof(buttons[0]), BUTTON_DETECTION_DELAY, false);  
  15. }  
/**@brief Function for initializing the button module.
*/
static void buttons_init(void)
{
// Configure HR_INC_BUTTON_PIN_NO and HR_DEC_BUTTON_PIN_NO as wake up buttons and also configure
// for 'pull up' because the eval board does not have external pull up resistors connected to
// the buttons.
static app_button_cfg_t buttons[] =
{
{HR_INC_BUTTON_PIN_NO, false, BUTTON_PULL, button_event_handler},
{HR_DEC_BUTTON_PIN_NO, false, BUTTON_PULL, button_event_handler}  // Note: This pin is also BONDMNGR_DELETE_BUTTON_PIN_NO
};
APP_BUTTON_INIT(buttons, sizeof(buttons) / sizeof(buttons[0]), BUTTON_DETECTION_DELAY, false);
}

当按下按钮时，处理程序是button_event_handler()，它处理心率计的加减模拟：

[cpp] view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. /**@brief Function for handling button events. 
  2.  * 
  3.  * @param[in]   pin_no   The pin number of the button pressed. 
  4.  */  
  5. static void button_event_handler(uint8_t pin_no, uint8_t button_action)  
  6. {  
  7.     if (button_action == APP_BUTTON_PUSH)  
  8.     {  
  9.         switch (pin_no)  
  10.         {  
  11.             case HR_INC_BUTTON_PIN_NO:  
  12.                 // Increase Heart Rate measurement  
  13.                 m_cur_heart_rate += HEART_RATE_CHANGE;  
  14.                 if (m_cur_heart_rate > MAX_HEART_RATE)  
  15.                 {  
  16.                     m_cur_heart_rate = MIN_HEART_RATE; // Loop back  
  17.                 }  
  18.                 break;  
  19.                   
  20.             case HR_DEC_BUTTON_PIN_NO:  
  21.                 // Decrease Heart Rate measurement  
  22.                 m_cur_heart_rate -= HEART_RATE_CHANGE;  
  23.                 if (m_cur_heart_rate < MIN_HEART_RATE)  
  24.                 {  
  25.                     m_cur_heart_rate = MAX_HEART_RATE; // Loop back  
  26.                 }  
  27.                 break;  
  28.                   
  29.             default:  
  30.                 APP_ERROR_HANDLER(pin_no);  
  31.                 break;  
  32.         }  
  33.     }      
  34. }  

参考资料：nRF51822 AK II上手指南(中文) 点击打开链接

 

转载：点击打开链接

这篇关于低功耗蓝牙4.0BLE编程- nrf51822开发板开发(2)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/754212。

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