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利用PAN1780-AT和STM32F410RB,进入连接的未来

是时候用蓝牙了!

BLE 10 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

BLE 10 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

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

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
PC0
AN
Reset
PC12
RST
UART CTS
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
General Purpose I/0
PC8
PWM
UART RTS
PC14
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
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

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

额外支持

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