基于CC2541蓝牙模块与单片机的串口通信

1、课程设计：基于CC2541蓝牙模块的单片机与串行通信基于CC2541蓝牙模块和单片机串行通信摘要信息蓝牙技术是无线数据和语音通信的开放式全球规范，为各种固定设备和移动设备之间的无线通信提供了低功耗短距离无线空气接口。蓝牙技术广泛应用于移动通信、无线数据收集、无线远程控制和遥测、计算机网络和自动控制等多个领域。蓝牙协议规范具有多层，整个蓝牙协议堆栈的开发是一项非常复杂的工程，而大多数嵌入式应用程序仅实施基本的无线数据传输功能，不需要实施所有蓝牙协议堆栈。如果能够为这些应用程序提供一套实用的蓝牙无线接口，并实施通用无线数据传输模块，则可以更有效地缩短开发周期并降低开发成本。蓝牙通信最初旨在方便移动

2、电话(手机)和附件之间低成本、低功耗的无线通信连接，现在已成为世界上成千上万家供应商支持的IEEE802.15标准。本文使用美国德州仪器半导体公司(TI)开发的CC2541蓝牙模块和51单片机实现无线通信技术。蓝牙4.0是蓝牙4.0标准的子集，具有与传统蓝牙兼容的高速部分和两个重要功能：低功耗、低速度等。现在不要将BLE用于音频传输或文件传输。当前的最大波特率为4-5K字节/秒。BLE协议栈，bluetooth 4.0中的BLE只是协议规范，BLE协议栈是该协议的代码实现。蓝牙组织SIG仅负责协议开发，协议必须由各个芯片公司来完成。如您所见，BLE堆栈是芯片公司预先创建的源或库。关键字：蓝牙微

3、控制器可通信4.01.简介1.背景简介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，包括Ericsson、国际业务机器IBM、Intel、NoMa和Toshiba。1998年5月，包括Ericsson在内的5位IT巨人将使用蓝牙技术(有效传输速率高达1mb/s)、高达10米的无线通信技术)开发蓝牙规格，并开发蓝牙技术蓝牙通信首先具有低功耗的优点，例如，在4.0中，一个在一年内静态工作的钮扣电池具有很多优点。其次，ti公司的CC2540蓝牙SOC程序芯片价格低廉，只需1美元即可使用蓝牙技术。重新开放，2.4GHz频段在全球开放，没有政府限制；最后，符合时代潮流，现在是手机时代。蓝牙技术本

4、来就是为它而生的。蓝牙4.0协议是Special Interest Group(SIG)于2010年6月发布的最新标准。有两种模式：蓝牙低能源(BLE)仅与4.0协议设备通信，以节省能源，非常适合仅发送和接收少量数据的设备，例如家庭电子。基本速率/增强数据速率(Br/edr)与3.0/2.1/2.0通信，从而向后兼容，适用于耳机等发送和接收更多数据的设备。现在苹果的iphone 4s、iphone 5、miniPad、ipad 3；小米手机2；三星galaxy siii和note ii；所有移动设备(如HTC ONE系列)均支持蓝牙4.0CC2540/CC2541，美国德州仪器半导体公司(又称

5、TI)的BLE芯片，由TI实现的BLE协议堆栈是在CC2540/CC2541芯片上运行的BLE协议的代码实现。CC254x是具有蓝牙功能的51单片机，还具有计时器、UART、SPI、ADC、GPIO、USB(CC2540专有)、I2C(仅限CC2541)和CC254x2.硬件设备CC254x应用非常广泛，有三种黄金码应用程序。1串行端口通道、2可穿戴设备、3pl BLE适配器、带有串行端口的SmartRF发射器(用于开发大多数应用程序)、带有3轴加速度计的密钥fob防丢失板(用于开发可穿戴设备)、cc2540 USB转换器、可直接插入USB入口的cc 25440TI的BLE协议栈例程也构建在这

6、三个设备上。2.1 SmartRF发射器与SmartRF发射器主板兼容的TI官方SmartRF05EB发射器主板、TI的BLE协议堆栈中提供的大多数例程完全兼容，但LCD升级到12864除外，TI协议堆栈例程可以直接在SmartRF上运行。因为TI经常有版本更新或新例程。2.2键fob开口板配备三轴加速度计和蜂鸣器的Keyfob出发板除了开发损失防止器外，还有更多的想象力，即万视、运动检测等。与SmartRF发射器主板一样，核心主板和SmartRF使用相同的底板分离设计(key fob默认发送CC2541核心板，CC2541版本的key fob资源更多)。Keyfob的背面是CR2032型号的

7、纽扣电池。戴尔拥有与电池组和TI的Sensortag上市版相同的质量和耐用性。2.3 CC-Debugger模拟器CC254x不支持串行端口下载，因此只能通过CC-Debugger烧录，IAR开发软件也称为模拟器，因为它通过CC-Debugger连接芯片对您开发的程序进行在线调试、分阶段运行、断点等。TI官方开发主板包含所有CC-Debugger emulator3.软件环境IAR for 8051开发环境，Flash Programmer固件刻录软件Cc2541芯片特性参数CC2541是真正的简单系统(SoC)解决方案，针对蓝牙低功耗和专用2.4GHz应用程序进行了电源优化。因此，您可以以较

8、低的总体BOM成本构建功能强大的网络节点。CC2541结合了业界标准的增强型8051 MCU、系统内可编程闪存、8kBRAM和其他多种强大功能和外围设备，以及最佳RF收发器的卓越性能。CC2541的CC2541非常适合需要超低功耗的系统。这是在几种不同的运行模式下指定的。操作模式之间的切换时间更短，从而实现了更低的能耗。如果CC2540上的USB未启用，且CC2541上的I2C/附加I/O未启用，则CC2541与6mm x 6mm方形平头针脚(QFN) 40封装的内部针脚兼容。与CC2540相比，CC2541提供了更低的RF流消耗。CC2541没有CC2540附带的USB接口，在TX模式下，低

9、最大输出功率CC2541增加了一个硬件I2C连接器。CC2541与CC2533优化RF4CE IEEE 802.15.4 SoC针兼容。CC2541有两个版本的CC2541F128/F256，每个版本都具有128kB和256kB闪存。1特性(1)射频2.4 GHz蓝牙，符合低功耗规范和专用RF片系统支持250kbps、500kbps、1Mbps和2Mbps的限幅器内核数据速率卓越的链路预算，无需外部前端段即可支持远距离应用程序最高0dBm的可编程输出卓越的接收器灵敏度(1Mbps的-94dBm)，选择和阻止性能-非常适合全球无线电频率调节系统ETSI EN 300 328和EN 300 440

10、 2(欧洲)、FCC CFR 47 part 15(美国)、ARIB STD-T66(日本)(2)部署非常少的外部组件提供参考设计支持-6mm 6mm正方形无平头销(QFN)-40封装cc 2540针兼容(如果没有USB或I2C)(ADC)(3)低功耗操作模式RX低至17.9mA操作模式TX (0 dBm):18.2mA-电源模式1(4s唤醒):270s电源模式2(睡眠计时器打开):1s电源模式3(外部中断):0.5s(4) TPS62730在操作模式下与低功耗功能兼容rx低到14.7毫安(3V电源)tx(0dbm):14.3毫安(3v电源)(5)微控制器具有代码预取功能的高性能、低功耗805

11、1微控制器内核系统中可编程闪存，128或256 KB8 kb RAM，在所有电源模式下均保持硬件调试支持扩展基带自动化，包括自动解析和地址解码-在所有电源模式下保留所有相关寄存器(6)外围设备强大的5通道直接内存访问(DMA)通用计时器(1个16位，2个8位)-红外线(IR)生成电路具有捕获功能的32kHz睡眠计时器支持以正确的数字接收的数字信号强度指示器(RSSI)电池显示器和温度传感器12位模数转换器(ADC)，具有8通道和可配置的分辨率高级加密标准(AES)安全转换器2个功能强大的通用异步收发器(UART)，支持多个串行协议23个通用I/O针脚(21 4mA、2 20mA)I2C连接器2

12、个具有LED驱动功能的I/O针脚-安全设备计时器集成高性能比较器(7)开发工具cc 2541评估模块套件(CC2541EMK)cc 2541小型开发套件(CC2541DK-MINI)smart RF软件提供IAR嵌入式工作台2.软件功能(1)适用于单模蓝牙低功耗(BLE)解决方案的蓝牙4.0协议兼容堆叠器完全功耗优化堆栈，包括控制器和主机-GAP-中央设备、外围设备或广播(包括组合角色)属性协议(ATT)/常规属性配置文件(GATT)客户端和服务器l2cap说明(2)示例应用程序和配置文件GAP中心和外围功能的一般应用近、加速度计、简单关键字和电池GATT服务在ble软件堆栈中支持更多应用程序

13、(3)多个配置选项单芯片配置，允许在CC2541上运行应用程序在一个外部微处理器界面上运行b工具-评估、开发和测试窗口(Windows) PC应用程序3.服务范围2.4ghz蓝牙低功耗系统专用2.4 GHz系统人机界面设备(键盘、鼠标、远程控制)1个运动和休闲设备HW I2C接口。手机配件消费电子产品包含TPS62730的CC2541Tps 62730是具有旁路模式的2MHz降压转换器电池寿命延长20%所有操作模式下减少的电流支持低功耗模式的30纳米旁路模式电流Rf性能保持不变小型封装允许小型解决方案大小Cc2541可控制蓝牙硬件接口设计1.微控制器C8051简介微控制器(MCu)是蓝牙应用程

14、序系统的核心，其选择直接影响系统的性能。C8051F120是Cygnal高速SOC微控制器，具有高速CIP.51内核、灵活的I/o交叉开关、高级时钟系统、JTAG系统调试接口和多源重置系统，其处理线结构比常规51快40倍，内核资源丰富、体积小、功耗低、密集度高、处理线结构高以下是一些主要特征：(1)高速、符合管道结构8051的CIP.51内核；(2)真正的8位500ksps ADC，具有PGA和8通道模拟多交换机；(3)2周期1616乘法和累积引擎；(4)8448(8K 256)字节片上RAM；(5)可寻址64K字节地址空间的外部数据存储接口；(6)硬件实现SPI、SMBus/12C和两个UA

15、RT串行连接El10l；(7)5个通用16位计时器；(8)具有6个快照/比较模块的可编程计数器/计时器阵列；(9)闪存可用于非易失性数据存储，具有系统重新编程功能，可以现场更新固件。(10)片上JTAG调试电路允许非侵入式(不占用片上资源)、全速、系统测试。(11)适用于工业温度风扇ni (.45 c 1 85)。C)N以2.7v到3.6v的电压运行。(12)C8051F120是100英尺TQFP包。2.连接单片机和蓝牙模块目前使用最广泛的HCI通过UART(通用异步收发器)和USB(通信串行总线)连接。UART通常是首选，因为它具有与USB接口类似的性能和数据吞吐量，并且是简单的传输协议，可以减少软件开销，是更经济高效的硬件解决方案。 bluetooth模块电源线蓝牙模块的电压管理器共有四个输入：Vcc(12)、MASTER(28)、SW(27)和