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低功耗藍牙5.0開發與應用:基於nRF52系列處理器‧提高篇(簡體書)
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商品簡介

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目次

隨著藍牙學習的深入,開發者不得不面對諸如藍牙安全配置、藍牙實戰應用、藍牙主從設備互連、藍牙組網等實際需求,本書正是在這個背景下誕生的。本書主要講述了對藍牙的參數與安全連接、藍牙從機綜合應用、主機搭建與發起連接、主機數據傳輸以及主從組網應用等內容,深入解決低功耗藍牙開發人員的需求痛點,進一步提高低功耗藍牙的開發能力。


本書可作為高等院校電子信息、物聯網、計算機、自動化等相關專業的單片機、嵌入式、物聯網技術等課程的教材,也可以作為開發人員的參考用書。


第1篇藍牙工程搭建篇


第1章藍牙5.0基礎知識以及學習規劃2


1.1藍牙5.0基礎知識2


1.1.1藍牙5.0簡介2


1.1.2藍牙BLE協議棧結構3


1.2藍牙BLE如何實現連接與通信5


1.2.1從機廣播5


1.2.2主機掃描6


1.2.3建立連接7


1.2.4發送與接收數據8


1.3學習規劃9


1.3.1藍牙BLE基礎工程搭建10


1.3.2藍牙服務的建立10


1.3.3藍牙數據傳輸10


1.3.4藍牙參數及安全設置11


1.3.5從機藍牙綜合應用11


1.3.6主機的搭建以及組網12


第2章藍牙BLE樣例的建立13


2.1藍牙BLE樣例工程結構13


2.2藍牙主函數21


2.2.1外設初始化23


2.2.2協議棧層配置25


2.2.3應用層配置28


2.2.4電源管理30


2.3下載驗證31


第3章藍牙程序信息Log顯示34


3.1Log打印串口輸出配置34


3.2Log打印RTT的輸出配置37


3.3Log日志參數__________41


3.3.1Log日志輸出顏色41


3.3.2Log日志時間戳41


3.3.3Log日志打印類型43


3.3.4模塊配置的日志使能44


第4章藍牙協議棧下的軟件定時器47


4.1軟件定時器47


4.2藍牙BLE下軟件定時器配置48


4.2.1BLE定時器聲明48


4.2.2定時器開始定時51


4.2.3定時器超時處理52


4.2.4主函數編寫52


4.3應用與調試53


第5章藍牙協議棧下按鍵的使用55


5.1按鍵下控制觸發LED燈55


5.1.1協議棧下板級設備配置55


5.1.2下載與驗證59


5.2按鍵下的長按和短按59


5.2.1長按與短按的配置59


5.2.2按鍵數量的增加64


5.2.3長按與短按的分離66


5.3本章小結68


第6章藍牙協議初始化69


6.1nRF52832藍牙協議棧初始化函數結構69


6.2協議棧回復使能應答70


6.2.1協議棧使能70


6.2.2議棧時鐘設置71


6.3協議棧默認配置的設置__________74


6.3.1配置鏈接數目和角色74


6.3.2配置MTU協商值76


6.3.3設置定制的UUID數目77


6.3.4GATTS的屬性表大小77


6.3.5使能服務變化特征值78


6.4使能協議棧80


6.5注冊藍牙處理事件80


6.6應用:協議棧采用內部RC運行83


第7章通用訪問規範GAP84


7.1藍牙GAP84


7.2GAP初始化安全模式配置85


7.3設備名稱修改與外觀設置87


7.3.1藍牙設備名稱設置87


7.3.2中文廣播名稱設置90


7.3.3藍牙應用圖標的設置93


7.4GAP初始化設置連接參數95


7.4.1GAP連接參數定義95


7.4.2連接參數配置96


7.5本章小結101


第8章藍牙連接參數更新102


8.1藍牙連接參數更新函數結構102


8.1.1連接更新的配置102


8.1.2連接參數更新描述103


8.1.3連接參數更新應答104


8.1.4主機協商結果處理104


8.2連接參數更新步驟105


8.3參數更新過程109


8.4本章總結112


第9章藍牙廣播初始化分析113


9.1nRF52832藍牙BLE廣播初始化113


9.1.1廣播參數定義114


9.1.2廣播模式配置117


9.1.3藍牙廣播的啟動119


9.2不進入Idle無效模式124


9.3藍牙BLE廣播響應包125


第2篇藍牙服務任務建立篇


第10章低功耗藍牙BLE之LED燈任務的讀/寫130


10.1nRF52832藍牙協議的分層130


10.1.1應用層131


10.1.2控制層132


10.1.3主協議棧層132


10.2通用訪問規範(GAP)133


10.2.1角色133


10.2.2從機廣播133


10.2.3主機掃描並發起連接134


10.3通用屬性配置文件(GATT)134


10.3.1數據配置文件135


10.3.2服務135


10.3.3特性135


10.4定制私有文件服務137


10.4.1工程框架的搭建137


10.4.2私有主服務的建立137


10.4.3服務特性的設置139


10.4.4協議棧事件處理143


10.4.5應用層的實現144


10.5下載驗證146


第11章藍牙BLE的按鍵通知148


11.1原理分析148


11.2按鍵通知特性的建立148


11.2.1特性參數配置149


11.2.2GATT屬性配置149


11.2.3特性添加150


11.3按鍵處理與通知數據上傳152


11.3.1按鍵處理152


11.3.2通知數據上傳函數153


11.4下載驗證154


11.5連接後自動使能CCCD155


11.5.1連接時發起回調155


11.5.2更新從機屬性信息156


第12章藍牙BLE的電池服務159


12.1電池服務函數庫159


12.1.1電池函數庫文件的添加159


12.1.2電池服務建立160


12.1.3電池采樣步驟164


12.2應用層的實現165


12.2.1電池服務的調用165


12.2.2電池參數值的采集166


12.2.3電池電量的更新168


12.2.4定時器設計171


12.2.5主函數編寫172


12.3下載與測試173


第13章藍牙心電服務的建立175


13.1工程項目的建立175


13.1.1主函數的建立176


13.1.2外設部分初始化__________176


13.1.3服務初始化177


13.2心率服務設計180


13.2.1心率服務包含的特性180


13.2.2身體測量位置特性的添加182


13.2.3心率服務特性的添加183


13.2.4心率數據接口格式185


13.2.5心率數據上傳188


13.3設備信息服務設計191


13.4下載驗證197


第14章藍牙任務的UUID設置199


14.1UUID設置規則199


14.1.1藍牙技術聯盟UUID199


14.1.2供應商特定的UUID199


14.2程序中UUID的設置201


14.2.1藍牙協議小組公共UUID設置201


14.2.2私有服務UUID設置202


14.2.3UUID類型切換205


14.3應用與調試206


第15章藍牙派發回調機制208


15.1觀察者模式分析208


15.1.1觀察者observer模型208


15.1.2觀察者observer運行機制211


15.1.3片上SoC事件派發214


15.2回調機制的驗證215


15.3本章小結216


第3篇藍牙數據傳輸與存儲篇


第16章藍牙BLE之藍牙串口218


16.1藍牙串口工程的建立218


16.1.1主函數的建立219


16.1.2外設部分初始化220


16.1.3服務初始化221


16.2藍牙串口服務頭文件的設計222


16.2.1串口服務函數聲明222


16.2.2數據結構體設計222


16.3藍牙串口服務的設計224


16.3.1開通應用主服務224


16.3.2藍牙接收和發送特性的添加226


16.3.3應用層的實現228


16.4藍牙串口數據通道的搭建228


16.4.1藍牙事件派發函數228


16.4.2處理串口寫事件229


16.4.3處理串口接收事件231


16.4.4數據包長度控制233


16.5下載驗證236


第17章藍牙BLE遙控器238


17.1遙控指令設置原理238


17.2遙控OLED顯示239


17.2.1OLED顯示原理239


17.2.2OLED驅動的編寫241


17.2.3手機遙控OLED顯示247


17.3應用與調試249


第18章藍牙BLE溫濕度檢測250


18.1溫濕度DHT11驅動250


18.2溫濕度采集方法一253


18.2.1應用層初始化傳感器253


18.2.2采集指令發送254


18.2.3下載與測試255


18.3溫濕度采集方法二257


18.3.1初始化傳感器257


18.3.2私有任務建立259


18.3.3采集溫濕度數據上傳261


18.3.4定時器的建立與啟動262


18.3.5下載與調試263


18.4本章總結264


第19章藍牙Flash存儲之fstorage265


19.1藍牙Flash存儲265


19.2Fstorage存儲編寫API266


19.2.1Flash區域聲明266


19.2.2寫數據267


19.2.3讀數據269


19.2.4整頁擦除270


19.3程序存儲操作的實現271


19.4應用與調試275


第20章藍牙Flash存儲之FDS276


20.1藍牙Flash存儲模塊276


20.2FDS庫函數API277


20.3FDS的讀/寫過程281


20.3.1FDS數據幀格式281


20.3.2FDS文件寫入和查找方式282


20.3.3FDS數據更新284


20.3.4FDS數據擦除與垃圾回收284


20.4FDS方式編程方法285


20.4.1FDS配置參數285


20.4.2FDS配置流程287


20.5應用與調試293


第21章遠程傳輸數據Flash存儲294


21.1兩種存儲方式對比294


21.2藍牙接收數據fstorage方式下存儲295


21.2.1Fstorage模式初始化295


21.2.2Fstorage事件回調函數296


21.2.3數據接收回調處理297


21.2.4下載與測試298


21.3藍牙接收數據FDS方式下存儲301


21.3.1設置FDS數據格式301


21.3.2配置FDS的記錄參數301


21.3.3初始化FDS文件系統302


21.3.4數據接收回調處理302


21.3.5下載與測試305


第22章nRF52xx藍牙通信包307


22.1空中數據接口307


22.1.1空中數據包格式307


22.1.2廣播頻道PDU域格式309


22.1.3連接數據頻道PDU域格式315


22.2廣播包抓取分析316


22.2.1抓取的廣播包特征317


22.2.2廣播包分析318


22.3連接的數據包抓取321


22.3.1抓取數據包特征321


22.3.2數據包分析322


22.4本章小結323


第23章傳輸數據吞吐量324


23.1低功耗藍牙的理論吞吐率324


23.1.1藍牙4.0和藍牙4.2的吞吐量325


23.1.2藍牙5.0的吞吐量326


23.2傳輸速率的影響因素327


23.3nRF52xx藍牙傳輸速率配置329


23.3.1吞吐量傳輸測試框架搭建329


23.3.2配置參數增大吞吐量335


23.4本章小結341


第24章藍牙實現低功耗的方式342


24.1nRF52系列的兩種功耗模式342


24.1.1系統開低功耗模式342


24.1.2系統關睡眠模式344


24.2nRF52降低功耗方法347


24.2.1硬件電路設計347


24.2.2降低功耗的改進方案349


第4篇綜合篇


第25章青風nRF52開發板綜合開機實驗353


25.1開機測試目標353


25.2工程文件的搭建354


25.3軟件編寫357


25.3.1RTC定時時鐘的編寫357


25.3.2電池檢測與顯示362


25.3.3按鍵、電容觸摸按鍵和W25Q16363


25.3.4MPU6050的移植366


25.4程序下載與測試367


參考文獻374


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