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1、本系列教程将结合TI推出的CC254x SoC 系列，讲解从环境的搭建到蓝牙4.0协议栈的开发来深入学习蓝牙4.0的开发过程。教程共分为六部分，本文为第三部分：第三部分知识点：第十一节 串口通信第十二节 Flash的读写第十三节 BLE协议栈简介第十四节 OSAL工作原理第十五节 BLE蓝牙4.0协议栈启动分析有关TI 的CC254x芯片介绍，可点击下面链接查看：主流蓝牙BLE控制芯片详解（1）：TI CC2540同系列资料推荐：由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（1）由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（2）有关本文的工具下载，大家可以到以下这个地址：朱兆祺ForARM
2、第十一节 串口通信在软件开发过程中调试是一个很关键的过程，而调试用的最多的手段就是打印Log，嵌入式平台很少有显示设备，所以我们需要将信息通过串口打印到PC端。MT254xboard上已经通过RS232芯片将UART0连接到DB9，我们只需要将DB9连接到电脑即可，UART0 对应的外部设备 IO 引脚关系为：P0_2-RX，P0_3-TX。我们需要将这两个IO配置为复用功能，CC2540的USART可以配置为SPI模式或者异步UART模式，这里我们需要配置为异步UART模式。首先配置IO为UART模式：PERCFG &= 0x01; / 配置UART为位置 1P0SEL = 0x3c; /
3、P0_2，P0_3，P0_4，P0_5用作串口功能P2DIR &= 0XC0; / P0 优先作为UART0配置UART0寄存器，将UART0配置为8N1模式，波特率为115200。U0CSR |= 0x80; / UART 方式U0GCR |= 11; / U0GCR与U0BAUD配合U0BAUD |= 216; / 波特率设为115200UTX0IF = 0; / 清除中断标志U0CSR |= 0X40; / 允许接收IEN0 |= 0x84; / 开总中断，接收中断这里采用中断方式来接收串口数据，并在中断中回调应用层的接收处理函数。#pragma vector = URX0_VECTOR
4、_interrupt void UART0_ISR（void）uint8 ch;URX0IF = 0; / 清中断标志ch = U0DBUF;if （ NULL ！= RecvCb ） / 调用回调函数RecvCb（ch）;为了测试串口的通讯功能，这里我们通过串口接收命令的方式来控制LED的亮灭和蜂鸣器的响和停止，并且显示当前的状态。根据串口输出提示，发送对应字符可以实现相应功能，并且显示状态。第十二节 Flash的读写嵌入式系统中需要存储数据，而片内的Flash资源很匮乏，所以我们经常需要使用SpiFlash来存储数据，MT254xboard中板载了一个 512Kbyte的Flash，下面我
5、们来驱动此Flash。上一小节中我们用SPI的方式驱动了LCD12864，这节我们继续用SPI来驱动板载的 Flash，详细的说明了如何驱动这片Flash，在此不做累述，我们复制LCD12864工程，重命名为SpiFlash，在此工程中添加GD25Q40的两个驱动文件。下面我们来检测这个Flash，检测的方法为，全部写入0xAA，然后再读出，对比是否为0xAA，如果是，那Flash是没有问题的，否则Flash可能已经有坏块。具体的代码见例程，这个过程所需要的时间取决于我们需要检测的区域大小，如果完全检测，则可能需要几分钟的时间。int main（void）SysStartXOSC（）;LCD1
6、2864_Init（）; / LCD初始化GD25Q40_Init（）; / Flash初始化LCD12864_DisStr（0， “Flash Check.。”）;sprintf（LCDBuf， “Flash ID ：%04X”， GD25Q40_ReadID（）; / 读取器件IDLCD12864_DisStr（1， LCDBuf）;GD25Q40_EraseChip（）; / 擦除整片Flash 大约需要10SLCD12864_DisStr（2， “Erase Chip Complete”）;uint32 iCnt = 0;/ 全部写入0xAAconst uint8 Write = 0x
7、AA;for（iCnt=0; iCnt CHECK_ADDR_RANGE; iCnt+）GD25Q40_Write（&Write， iCnt， 1）; / 写入0xAA/ 读取Flash内部的值，与写入的值对比uint8 Read;for（iCnt=0; iCnt = CHECK_ADDR_RANGE）LCD12864_DisStr（3， “Flash Check Success”）;GD25Q40_EraseChip（）; / 再次擦除while（1）;return 0;MT254X蓝牙4.0开发板Flash效果：第十三节 BLE协议栈简介TI的协议栈分为两部分：控制器和主机。对于4.0以前
8、的蓝牙，这两部分是分开的。所有profile和应用都建构在GAP或GATT之上。根据这张图，我们从底层开始介绍。TI的这款CC2540器件可以单芯片实现BLE蓝牙协议栈结构图的所有组件，包括应用程序。1.1.1 PHY层1Mbps自适应跳频GFSK（高斯频移键控），运行在免证的2.4GHz。1.1.2 LL层LL层为RF控制器，控制设备处于准备（standby）、广播、监听/扫描（scan）、初始化、连接，这五种状态中一种。五种状态切换描述为：未连接时，设备广播信息，另外一个设备一直监听或按需扫描，两个设备连接初始化，设备连接上了。发起聊天的设备为主设备，接受聊天的设备为从设备，同一次聊天只能
9、有一个意见领袖，即主设备和从设备不能切换。1.1.3 HCI层HCI层为接口层，向上为主机提供软件应用程序接口（API），对外为外部硬件控制接口，可以通过串口、SPI、USB来实现设备控制。1.1.4 L2CAP层L2CAP层提供数据封装服务，允许逻辑上的点对点通讯。1.1.5 SM层SM层提供配对和密匙分发，实现安全连接和数据交换。1.1.6 ATT层ATT层负责数据检索，允许设备向另外一个设备展示一块特定的数据称之为属性，在ATT环境中，展示属性的设备称之为服务器，与它配对的设备称之为客户端。链路层的主机从机和这里的服务器、客服端是两种概念，主设备既可以是服务器，也可以是客户端。从设备毅然
10、。1.1.7 GATT层GATT层定义了使用 ATT 的服务框架和配置文件（profiles）的结构。BLE 中所有的数据通信都需要经过 GATT。GATT负责处理向上与应用打交道，其关键工作是把为检索工作提供合适的profile结构，而profile由检索关键词（characteristics）组成。1.1.8 GAP层GAP直接与应用程序或配置文件（profiles）通信的接口，处理设备发现和连接相关服务。另外还处理安全特性的初始化。对上级，提供应用程序接口，对下级，管理各级职能部门，尤其是指示LL层控制室五种状态切换，指导保卫处做好机要工作。1.2 TI协议栈源码介绍在第二章我们讲解了源
11、码的安装，这里我们就来剖析源码的结构。打开协议栈目录我们可以看到下图：BLE源码：目录名内容说明Accessories一些工具和已经编译好的Hex文件此文件夹中有Btool的安装包、USB-CDC的驱动。ComponentsHal驱动，OSAL源码、协议栈通用源码此文件夹是OSAL各层组件的实现Documents帮助文档协议栈说明文档，这是学习BLE最好的资料。Projects工程文件这里有一些TI的Demo，我们开发一般是在Demo的基础上进行这里TI给出了很多Demo，这些例程都是经过了SIG评审的，ble 文件夹中有很多工程文件，有些是具体的应用，例如BloodPressure、Gluc
12、oseCollector 、GlucoseSensor 、 HeartRate 、HIDEmuKbd 等都为传感器的实际应用，有相应标准的 Profile。其中有4种角色： SimpleBLEBroadcaster 、 SimpleBLECentral 、SimpleBLEObserver、SimpleBLEPeripheral。他们都有自己的特点。1.Broadcaster 广播员 非连接性的信号装置2.Observer 观察者 扫描得到，但不能链接3.Peripheral 从机 可链接，在单个链路层链接中作为从机4.Central 主机 扫描设备并发起链接，在单链路层或多链路层中作为主机。
13、我们的讲解将围绕这主机和从机进行。因为其它的设备都是基于这两种设备扩展开来的。第十四节 OSAL工作原理蓝牙为了实现同多个设备相连，或实现多功能，也实现了功能扩充，这就产生了调度问题。因为，虽然软件和协议栈可扩充，但终究最底层的执行部门只有一个。为了实现多事件和多任务切换，需要把事件和任务对应的应用，并起一个名字OSAL操作系统抽象层。OSAL管理的实现如果实现软件和硬件的低耦合，使软件不经改动或很少改动即可应用在另外的硬件上，这样就方便硬件改造、升级、迁移后，软件的移植。HAL硬件抽象层正是用来抽象各种硬件的资源，告知给软件。其作用类似于嵌入式系统设备驱动的定义硬件资源的h头文件。BLE低功
14、耗蓝牙系统架构：OSAL作为调度核心，BLE协议栈、profile定义、所有的应用都围绕它来实现。OSAL不是传统大家使用的操作系统，而是一个允许软件建立和执行事件的循环。软件功能是由任务事件来实现的，创建一个任务事件需要以下工作：1. 创建task identifier任务ID；2. 编写任务初始化（task initialization routine）进程，并需要添加到OSAL初始化进程中，这就是说系统启动后不能动态添加功能；3. 编写任务处理程序；4. 如有需要提供消息服务。BLE协议栈的各层都是以OSAL任务方式实现，由于LL控制室的时间要求最为迫切，所以其任务优先级最高。为了实现任务管理，OSAL通过消息处理（messageproc
