一、概述

        近來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)已成為大勢(shì)所趨，VR與AR正方興未艾，各種手環(huán)、遙控、智能家居也在粉墨登場(chǎng)。技術(shù)前沿的領(lǐng)航者們已經(jīng)快馬加鞭，各種意志與暗示也在上傳下達(dá)。物聯(lián)網(wǎng)，無(wú)線通訊，移動(dòng)互聯(lián)，將成為新的目標(biāo)與寵兒。最近開(kāi)的電賽動(dòng)員會(huì)上已經(jīng)明確而徹底的傳達(dá)了“互聯(lián)網(wǎng)+”的精神，甚至要用手機(jī)做APP來(lái)操控云云，總之是無(wú)線通信已經(jīng)被擺在了前所未有的位置上。

　　現(xiàn)在常用的有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)限通信協(xié)議主要有WiFi（802.11a/b/g/n），藍(lán)牙（Bluetooth），ZigBee（802.15.4）等等，他們各有各的優(yōu)點(diǎn)與不足。

　　WiFi的功耗太大，速率高，適合來(lái)傳輸數(shù)據(jù)流（文件），而不是做控制，距離較短。藍(lán)牙功耗很低（BLE），而且歷史悠久，技術(shù)成熟，是手機(jī)的標(biāo)配，距離適中，適合做控制以及小規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸。（BLE是低功耗藍(lán)牙的意思，也就是指藍(lán)牙4.2。）ZigBee功耗也很低，且通信距離較遠(yuǎn)，傳輸速率很低，是專(zhuān)為自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的通信協(xié)議，但目前技術(shù)仍不夠成熟，且組網(wǎng)較為復(fù)雜。

　　此外還有Z-wave，Threa；6LoWPAN似乎也很有潛力，但是目前才剛剛開(kāi)始。ANT等各種無(wú)線通信協(xié)議，但是不如以上幾種通用程度高作為無(wú)線通信入門(mén)，我選擇了從藍(lán)牙開(kāi)始。市面上常見(jiàn)的藍(lán)牙模塊有很多，TI的CC系列，Dialog的DA系列，以及Nordic的nRF系列都是很優(yōu)秀的產(chǎn)品。

　　Dialog的產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)較特殊，整體成本低但是開(kāi)發(fā)復(fù)雜，CC系列和nRF系列都是資料資源豐富且廣泛使用的產(chǎn)品，我所選擇的產(chǎn)品就是Nordic的nRF52810，支持藍(lán)牙4.2（BLE），甚至可以支持5.0。這些藍(lán)牙模塊多半都是帶有MCU核的，或者說(shuō)根本就是一個(gè)MCU帶有藍(lán)牙功能。相對(duì)于TI產(chǎn)品，nRF52810的硬件資源要豐厚許多（Cortex-M4F，512K Flash，64K RAM，xxAA版），這也就意味著更大規(guī)模的工程成為可能。

        開(kāi)發(fā)板不想買(mǎi)了，因?yàn)橐呀?jīng)習(xí)慣了用TI的TM4C1294進(jìn)行開(kāi)發(fā)，所以一般主體工程都是靠1294完成，學(xué)習(xí)52832主要是想熟練藍(lán)牙的配置與使用。于是買(mǎi)了個(gè)最小系統(tǒng)板（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)都不算，只是把所有引腳引出來(lái)而已，然后加一段鍍銅天線），然后就遇到了許多問(wèn)題。

　　之前用1294時(shí)是TI官方的EvaluationKit板，自帶仿真模塊（Stellaris ICDI），只要驅(qū)動(dòng)一裝就能刷金程序然后Debug調(diào)試。因此也從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò)什么接口仿真的問(wèn)題?，F(xiàn)在對(duì)著52810芯片手冊(cè)上的管腳圖，只找到了兩個(gè)SWDIO和SWDCLK引腳，對(duì)于具體如何把程序燒寫(xiě)進(jìn)去依然一無(wú)所知?；叵肫鹌渌?2開(kāi)發(fā)板的情況，似乎需要一個(gè)名為Jlink的東東？快速上淘寶翻了下52810開(kāi)發(fā)板的情況，確實(shí)如此，Jlink仿真器是必須的，開(kāi)發(fā)板上已經(jīng)預(yù)留好了20腳的JTAG接口，直接將仿真器連在開(kāi)發(fā)板與PC中間，再輔以相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序就能實(shí)現(xiàn)下載與仿真。但是我買(mǎi)的產(chǎn)品上可沒(méi)有JTAG接口，而且SWD和JTAG似乎也不太一樣的吧？

　　一頓搜索，大概對(duì)JTAG，SWD，JLink都有了一番了解。JTAG和SWD確實(shí)是不一樣的協(xié)議，Jlink本身默認(rèn)JTAG，但是從JLinkV6以后，Jlink仿真器也開(kāi)始支持SWD，到了V8以后，對(duì)SWD的支持已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)了。于是又買(mǎi)了塊Jlink仿真器，說(shuō)是給nrf5系列專(zhuān)用的V8，一個(gè)仿真器比兩個(gè)我買(mǎi)的52810板還貴，拿到手以后，做工讓我瞬間就斷定是盜版貨了。。還好上面似乎有標(biāo)識(shí)JTAG+SWD...在52810的數(shù)據(jù)手冊(cè)上，基本已經(jīng)確定了這款芯片只支持SWD了，希望能用吧（笑）。大概就是把SWD的引腳接到仿真器的特定引腳上吧。

　　然后是軟件環(huán)節(jié)。習(xí)慣了TI的datasheet和SDK，Nordic的真的是....體驗(yàn)感差好多呀。。采用的IDE是MDK Keil，然而官網(wǎng)提供的nRF_DeviceFamilyPack最新版和SDK最新版例程里的pack版本居然不一樣（pack已經(jīng)更新到8.14.1了，而SDK里用的是8.12.0，SDK用的也是最新版）。好吧或許SDK那邊還沒(méi)更新，但是老版的pack下載在哪里呢？只能手動(dòng)添加Device和CMSIS，然后是令人煩躁的include paths。SDK的文件結(jié)構(gòu)相當(dāng)出色，各種包各種drivers各種libraries相當(dāng)完善有條理，但是初始化必須的一些驅(qū)動(dòng)和庫(kù)文件被包含在了各個(gè)文件夾，相比之下，TI的driverlib簡(jiǎn)直太方便了。至于TI的pdf函數(shù)庫(kù)對(duì)Nordic的html的無(wú)比的優(yōu)越性。。用了都知道。

　　終于到了編譯環(huán)節(jié)，把官方的例程拿出來(lái)編譯，果然一大堆錯(cuò)誤，定義變量語(yǔ)句不在函數(shù)開(kāi)頭之類(lèi)的問(wèn)題比比皆是，還有一大堆定義結(jié)構(gòu)體順便初始化的奇怪格式也是層出不窮，難道我的Keil MDK 5.20已經(jīng)很老了嗎~

　　在手動(dòng)改完官方庫(kù)的所有錯(cuò)誤之后，把自己的初始化空工程拿出來(lái)終于編譯通過(guò)..比TI的果然是慢了好多好多。。

二、搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境

1.官方代碼與工具下載

       http://www.nordicsemi.com/eng/Products/Bluetooth-low-energy/nRF52-DK

     2.開(kāi)發(fā)板硬件資料 

        硬件資料保含開(kāi)發(fā)板的原理圖，BOM，Layout。在調(diào)試時(shí)候或者外接擴(kuò)展時(shí)候看。

        協(xié)議棧燒寫(xiě)工具nRFgo studio下載 
        這個(gè)軟件是前期用來(lái)燒寫(xiě)固件。對(duì)于這款芯片固件分三個(gè)部分：藍(lán)牙協(xié)議棧SoftDevice ，固件升級(jí)bootloader，App(用戶(hù)自己寫(xiě)的程序)

        nRF52 DK下載 
        http://www.nordicsemi.com/eng/Products/Bluetooth-low-energy/nRF5-SDK 

        官方例程和庫(kù)文件

        S132 SoftDevice 下載 
        藍(lán)牙協(xié)議棧 
        http://www.nordicsemi.com/eng/Products/S132-SoftDevice 

        Nordic 自家的藍(lán)牙測(cè)試安卓或ios app 
        常用：nRF Master Countrol pannel 
        可以在github下載源碼用于App開(kāi)發(fā)

3.試驗(yàn)第一個(gè)程序

·         打開(kāi) nRFgo studio

        我使用的是開(kāi)發(fā)板，開(kāi)發(fā)板上自帶有jlink芯片，軟件能識(shí)別到nRF52 development boards。

        注意：在使用過(guò)程中由于jlink驅(qū)動(dòng)版本的問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)不識(shí)別芯片的情況。需要安裝該軟件自帶的segger驅(qū)動(dòng)。

        右側(cè)窗口中可以清楚的看到芯片存儲(chǔ)空間的結(jié)構(gòu)，包括上述三部分程序的起止地址和大小，其中SoftDevice 和Application是不可以缺失的。

        l  燒寫(xiě)固件

        以“虛擬串口”為例，分別選擇三部分程序的hex文件，路徑如下： 
        softdevice 
        /s132_nrf52_2.0.1/s132_nrf52_2.0.1_softdevice.hex 
        bootloader nRF5_SDK_11.0.0_89a8197/examples/dfu/bootloader/pca10040/dual_bank_ble_s132/arm5_no_packs/_build/nrf52832_xxaa_s132.hex 

Application 

nRF5_SDK_11.0.0_89a8197/examples/ble_peripheral/ble_app_uart/pca10040/s132/arm5_no_packs/_build/nrf52832_xxaa_s132.hex

        l  成功燒錄之后就可以打開(kāi)app搜索了，藍(lán)牙4.0不需要配對(duì)

       使用keil調(diào)試 
       打開(kāi)測(cè)試固件對(duì)應(yīng)的keil工程文件，就可以進(jìn)行debug等操作

        1.Keil軟件安裝；

        2.Jlink驅(qū)動(dòng)安裝；

        3.nRFgoStdio安裝，該軟件用來(lái)燒寫(xiě)藍(lán)牙協(xié)議棧和應(yīng)用軟件。第二步安裝了Jlink驅(qū)動(dòng)后，不要安裝nRFgo里自帶的Jlink驅(qū)動(dòng)。

        4.安裝nRF51SDK，安裝完成后，在Keil的目錄里有51822的相關(guān)的例程和源碼。

 三、本例安裝的軟件版本

        Windows： win7 64bit

        Keil：V5.13.0.0 （mdk_513.exe）

        Jlink：V4.96d （Setup_JLink_V496d.exe）

        nRFgoStdio：V1.17.1 （nrfgostudio_win-64_1.17.1_installer.msi）

        nRF51SDK： V6.1.0（nrf51_sdk_v6_1_0_b2ec2e6.msi）

        SoftDevice：V7.1.0 （s110_nrf51810_7.1.0.zip）

4.遇到的問(wèn)題

        開(kāi)發(fā)環(huán)境，包括軟件環(huán)境以及硬件環(huán)境可以參考官方的User Guide 文檔。期間遇到的問(wèn)題有兩個(gè)：

        1. nRFgoStdio無(wú)法識(shí)別nRF6310 MotherBoard？

        在這里沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題，對(duì)我的開(kāi)發(fā)工作影響不大，我們的開(kāi)發(fā)工作只需要更新ble stack和應(yīng)用層APP即可，大部分時(shí)候只需要燒錄app即可。

        2.keil打開(kāi).uvproj后綴名的工程，無(wú)法編譯？

        安裝的最新的keil版本以及SDK需要打開(kāi).uvprojx后綴名的工程，則編譯無(wú)錯(cuò)誤。

        3.通過(guò)nRFgo燒寫(xiě)SoftDevice 和 ble_app_hrs無(wú)法工作？

        這里存在nRF51SDK與SoftDevice和app的兼容性問(wèn)題，本機(jī)安裝了SDK的6版本，在Nordic官網(wǎng)SoftDevice有5,6,7三個(gè)版本，逐一嘗試后，最新的版本7和app兼容，能正常工作。

        4.在調(diào)試期間可能遇到VTG燈變紅、異常閃爍或不亮，nRFgo 和keil無(wú)法燒寫(xiě)？

        如果是電池供電的話(huà)，則很可能是電池沒(méi)電。檢測(cè)電池的電壓才1v，新電池1.6v左右。更換電池解決問(wèn)題。

        不能解決的問(wèn)題，可以在Nordic官網(wǎng)論壇提問(wèn)，會(huì)有Nordic的員工為你解答。

        https://devzone.nordicsemi.com/questions/ 為了更好的結(jié)合串口打印信息，來(lái)分析代碼的流程。故結(jié)合6310里的uart_example例程，來(lái)調(diào)試UART功能，并將該初始化函數(shù)移植到要分析的例程去。

        在uart_exam ple的simple_uart_config函數(shù)中，對(duì)uart指定輸出輸入引腳，關(guān)鍵是找到6310板子上的該兩個(gè)引腳的位置。因?yàn)闆](méi)有6310的原理圖，經(jīng)過(guò)查閱了很多資料，終于找到這兩個(gè)引腳，分別是P9 端口的，p2.0與p2.1，連接到電腦的USB串口線并另一個(gè)接地，在電腦端配置好相應(yīng)的串口參數(shù)，則解決問(wèn)題。

        信馳達(dá)科技專(zhuān)注藍(lán)牙領(lǐng)域十年，擁有豐富的方案設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。信馳達(dá)科技的Nordic產(chǎn)品方案表現(xiàn)出色，了解更多Nordic產(chǎn)品詳情請(qǐng)聯(lián)系我們。