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30 分钟

利用PAN1780-AT和ATmega32,进入连接的未来

是时候用蓝牙了!

BLE 10 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

BLE 10 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega32

从无缝音频流媒体到轻松数据传输,我们多功能的蓝牙解决方案是您进入互联世界的门户,旨在提升您的日常生活。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

BLE 10 Click基于PAN1780-AT,这是一个低功耗蓝牙®模块,为任何嵌入式应用提供BLE连接,由松下提供。PAN1780-AT基于Nordic的nRF52840单芯片控制器,集成了BlueRadios的nBlue™ Bluetooth AT.s LE命令集。凭借其ARM® Cortex®-M4F、1MB Flash和256kb RAM,PAN1780-AT在设计灵活性方面表现出色,其新的信道选择算法在高干扰环境中提高了性能。Bluetooth® 5具有更高的符号速率,使用高速LE 2M PHY可达2Mbps,或者使用LE Coded PHY可显著延长范围。最高输出功率为8dBm,加上nRF52840的高灵敏度和LE Coded PHY,使该模块在长距离应用中非常有吸引力。PAN1780-AT使用UART接口与MCU通信,默认通信协议为交换AT命令的常用UART RX、TX和硬件流控制引脚UART CTS和RTS

(Clear to Send和Ready to Send)。默认配置下的操作速率为115200bps,用于与主机MCU传输和交换数据。PAN1780-AT使用由BlueRadios开发的专有GATT配置文件来流式传输数据,它不是官方的蓝牙®配置文件。BlueRadios串行端口实现简化了用户体验,允许用户以类似于官方蓝牙®串行端口配置文件(SPP)在BR/EDR设备上工作的方式传输数据。该Click板™还配备了一个USB Type-C连接器,允许模块通过个人计算机(PC)供电和配置。除了这些功能外,它还使用了几个其他mikroBUS™引脚。一个复位按钮连接到mikroBUS™插座上的RST引脚,将模块置于复位状态,而连接到mikroBUS™插座上的AN和IO3引脚则表示模拟信号监视和GPIO信号,可用作睡眠模式切换功能。此外,它还具有四个橙色LED指示灯,用于指示各种功

能,例如睡眠模式激活、广告、接收数据/命令和成功的模块连接。在该Click板™上还可以找到两个未焊接的排针,其中一个用于连接外部NFC天线(Type 2近场通信(NFC-A),用于简化配对和支付解决方案),而第二个排针则代表三个附加的GPIO引脚,携带一些附加功能,其描述可以在附带的datasheet中找到。该Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。考虑到该板还可以通过USB供电,使用额外的LDO,TLV1117实现所需的3.3V电压为模块供电。LDO和3V3 mikroBUS™电源轨通过MAX40200二极管提供保护,以防止任何不必要的反向电压。在使用不同逻辑电平的MCU之前,该板还必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

BLE 10 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
PA7
AN
Reset
PA6
RST
UART CTS
PA5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
General Purpose I/0
PD4
PWM
UART RTS
PD2
INT
UART TX
PD1
TX
UART RX
PD0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

BLE 10 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyAVR v7 MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 BLE 10 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ble10_set_device_name - 这个函数设置本地设备名称。

  • ble10_factory_reset - 这个函数将设备恢复出厂设置。

  • ble10_get_temperature - 这个函数执行获取温度命令,返回模块内部温度传感器的当前温度。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief BLE 10 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from BLE 10 Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, then performs a factory reset and sets the local device name.
 *
 * ## Application Task
 * Logs all the received events/responses on the USB UART.
 * Then checks if there's a specific command string (defined by the GET_TEMP_COMMAND macro)
 * received from the GATT Server, and if so, it executes temperature reading command and logs the results.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void ble10_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t ble10_process ( void )
 * - static err_t bluetooth2_display_rsp ( char *rsp_end )
 *
 * @note
 * We have used the nRF Connect smartphone application for the test.
 * Make sure to configure the GATT Server properly in the nRF Connect application, then you
 * will be able to send a desired command from it, once you connect to the Click board.
 * You can use the Sample configuration for GATT Server which comes with the application installation
 * and then send a command via Test Service from the Server.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ble10.h"
#include "conversions.h"
#include "generic_pointer.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

// Response and Events macros.
#define RSP_TIMEOUT         20000
#define RSP_OK              "OK"
#define RSP_ERROR           "ERROR"
#define EVT_DONE            "DONE"
#define EVT_RESET           "RESET"
#define EVT_GATT_VAL        "GATT_VAL"

// Local device name.
#define DEVICE_NAME         "BLE 10 Click"

// The command string that will execute temperature reading, which is expected to be received
// from the GATT Server of the connected device.
#define GET_TEMP_COMMAND    "get temp"

static ble10_t ble10;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;
static uint8_t connection_flag = 0;
static uint16_t send_cnt = 0;

/**
 * @brief BLE 10 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset it's length and counter.
 * @note None.
 */
static void ble10_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief BLE 10 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 *
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 *         @li @c -2 - Application buffer overflow.
 *
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t ble10_process ( void );

/**
 * @brief BLE 10 display response function.
 * @details This function reads data from device until sends @a rsp_end or ERROR message or until
 * it exceeds the timeout value.
 * @param[in] rsp_end : Response/Event ending string [OK, DONE, RESET, GATT_VAL].
 *
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 *
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t ble10_display_rsp ( char *rsp_end );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;      /**< Logger config object. */
    ble10_cfg_t ble10_cfg;  /**< Click config object. */

    /**
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will
     * need to define them manually for log to work.
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.

    ble10_cfg_setup( &ble10_cfg );
    BLE10_MAP_MIKROBUS( ble10_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = ble10_init( &ble10, &ble10_cfg );
    if ( UART_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    ble10_default_cfg ( &ble10 );
    ble10_process( );
    ble10_clear_app_buf( );

    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
    log_printf( &logger, " - Factory Reset -\r\n" );
    ble10_factory_reset ( &ble10 );
    ble10_display_rsp ( EVT_RESET );

    log_printf( &logger, " - Set Device Name -\r\n" );
    ble10_set_device_name ( &ble10, DEVICE_NAME );
    ble10_display_rsp ( RSP_OK );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    ble10_process( );
    if ( app_buf_len > 0 )
    {
        Delay_ms ( 100 );
        ble10_process( );
        for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
        }
        if ( strstr( app_buf, EVT_GATT_VAL ) )
        {
            char get_temp_cmd[ ] = GET_TEMP_COMMAND;
            const char * __generic_ptr msg_ptr = strrchr ( app_buf, ',' ) + 1;
            uint8_t msg_len = *( msg_ptr - 2 ) - 48;

            if ( msg_len == strlen ( get_temp_cmd ) )
            {
                char get_temp_hex[ 64 ] = { 0 };
                uint8_t get_temp_hex_chr[ 3 ] = { 0 };
                uint8_t cnt = 0;
                for ( cnt = 0; cnt < strlen ( get_temp_cmd ); cnt++ )
                {
                    uint8_to_hex ( get_temp_cmd[ cnt ], get_temp_hex_chr );
                    strcat ( get_temp_hex, get_temp_hex_chr );
                }

                if ( 0 == memcmp ( get_temp_hex, msg_ptr, strlen ( get_temp_hex ) ) )
                {
                    ble10_clear_app_buf( );
                    log_printf( &logger, " - Get Temperature -\r\n" );
                    ble10_get_temperature ( &ble10 );
                    ble10_display_rsp ( RSP_OK );
                }
            }
        }
        ble10_clear_app_buf( );
    }
    Delay_ms ( 1 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void ble10_clear_app_buf ( void )
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t ble10_process ( void )
{
    int32_t rx_size;
    char rx_buff[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

    rx_size = ble10_generic_read( &ble10, rx_buff, PROCESS_BUFFER_SIZE );

    if ( rx_size > 0 )
    {
        int32_t buf_cnt = 0;

        if ( app_buf_len + rx_size >= PROCESS_BUFFER_SIZE )
        {
            ble10_clear_app_buf( );
            return BLE10_ERROR;
        }
        else
        {
            buf_cnt = app_buf_len;
            app_buf_len += rx_size;
        }

        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
        {
            if ( rx_buff[ rx_cnt ] != 0 )
            {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buff[ rx_cnt ];
            }
            else
            {
                app_buf_len--;
                buf_cnt--;
            }
        }
        return BLE10_OK;
    }
    return BLE10_ERROR;
}

static err_t ble10_display_rsp ( char *rsp_end )
{
    uint32_t timeout = RSP_TIMEOUT;
    while ( timeout-- )
    {
        ble10_process( );
        if ( app_buf_len > 0 )
        {
            for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
            {
                log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
            }
            if ( strstr( app_buf, rsp_end ) )
            {
                ble10_clear_app_buf( );
                Delay_ms ( 100 );
                ble10_process( );
                for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
                {
                    log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
                }
                ble10_clear_app_buf( );
                log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
                return BLE10_OK;
            }
            ble10_clear_app_buf( );
        }
        Delay_ms ( 1 );
    }
    return BLE10_ERROR;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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