基于CC2530的蓝牙模块实验

实验内容

• 了解蓝牙模块的基本原理
• 通过简单的编程实现手机连接蓝牙模块,实现数据收发。

实验环境

实验所需硬件

序号	名称	数量	备注
1	电脑	1台	系统Windows7及以上
2	CC2530底座模块	1个	·
3	蓝牙模块	1个	·
4	CC Debugger 仿真器和连接线	1套	·
5	USB线	1根	·
6	蓝牙模块实验代码	1份	·

实验所需软件

• IAR 驱动安装步骤
• CC Debugger 驱动安装步骤
• Git 软件下载(可选)

CC2530底座：HIVE ZigBee Pro（简称CC2530底座）是一种基于CC2530F256芯片的蜂巢底座。

CC Debugger 仿真器和连接线

蓝牙模块

USB线

实验原理

蓝牙是一种短距的无线通讯技术，可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。一般将蓝牙3.0之前的BR/EDR蓝牙称为传统蓝牙，而将蓝牙4.0规范下的LE蓝牙称为低功耗蓝牙。

蓝牙4.0标准包括传统蓝牙模块部分和低功耗蓝牙模块部分，是一个双模标准。低功耗蓝牙也是建立在传统蓝牙基础之上发展起来的，并区别于传统模块，最大的特点就是成本和功耗降低，应用于实时性要求比较高。

蓝牙和蓝牙BLE对比：

BLE（Bluetooh Low Energy）蓝牙低能耗技术是短距离、低成本、可互操作性的无线技术，它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。 BLE技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器（每半秒交换一次数据）或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。这些设备发送的数据量非常少（通常几个字节），而且发送次数也很少（例如每秒几次到每分钟一次，甚至更少）。

BLE协议栈的结构和配置：

1. 协议有两个部分组成：Controller和Host。
2. Profiles和应用总是基于GAP和GATT之上。
3. 在单芯片方案中，Controller和Host，profiles，和应用层都在同一片芯片中。
4. 在网络控制器模式中，Host和Controller是在一起运行的，但是应用和profiles在另外一个器件上，比如PC或者其他微控制器，可以通过UART，USB进行操作。
5. 在双芯片模式中，Controller运行在一个控制器，而应用层，profiles和Host是运行在另外一个控制器上。

BLE设备连接状态流程图

低功耗蓝牙体系结构：

BLE蓝牙模块主要应用领域：

• 移动扩展设备
• 汽车电子设备
• 健康医疗用品：心跳带、血压计等
• 定位应用：室内定位、井下定位等
• 近距离数据采集：无线抄表、无线遥测等
• 数据传输：智能家居室内控制、蓝牙调光、打印机等

实验步骤

① 将蓝牙模块安装到CC2530底座上，如下图所示：

② 轻按CCDebugger复位按键，指示灯变绿，表示连接正常。如下图:

③ 访问github,进入github界面后点击Code，Clone HTTPS安全链接，如下图所示：

④ 打开电脑终端，进入工作目录workspace (workspace 为工程文件夹所在目录)：

$ cd workspace

⑤ 运行clone命令：

$ git clone https://github.com/aiotcom/eps.git 

下载目录至指定文件夹下。
如果提示“command not found”表示电脑没有安装Git，请至Git官网下载。
如果电脑没有安装 Git 软件，也可以进入Github，点击 Code -> DownLoad ZIP 下载所有工程代码。如下图所示：

如果电脑没有公网，可以进：D盘\实验教程与代码选择相应的代码。

⑥ 打开 IAR Embedded Workbench 工程软件，点击工具栏： File -> Open -> Workspace，选择工程文件：基于CC2530的模块实验\10.蓝牙模块\蓝牙模块程序\BLE.eww 并打开。

⑦ 点击Make按钮，重新编译文件，显示没有错误。

⑧ 点击Download and Debug按钮，将程序下载到模块中。

⑨ 点击X退出仿真模式。

⑩ 移除CC Debugger仿真器，采用USB线供电。

⑪ 手机上安装“蓝牙调试器.apk”(只支持安卓手机)，到手机应用商中店，搜索“蓝牙调试器”，如下图：

⑫ 打开蓝牙调试器,找到BLE开头的蓝牙设备,如下图所示：

⑬ 点击设置按照下图选择最每个选择框最下面的选项，如图所示：

⑭ 出现红色加号表明连接成功,进入对话模式，如下图：

⑮ 输入在聊天框中输入123456,则会返回相同的数据信息，如下图所示。

代码讲解

① 程序目录结构，源代码文件如下图：

② main.c代码对蓝牙模块串口、蓝牙模块初始化，完成后，等待蓝牙设备被连接，连接后从串口接收数据，并返回接收到的数据。当设备被连接后，串口返回“Connected”，串口只要接收到这个字符器表明。

    void main(void)
    {
        Hal_Init_32M();//初始化32M时钟
        Init_Uart0();//初始化串口0，连接蓝牙模块,接收数据保存在USART0_RX_BUF
        BLE_Init();//初始化蓝牙为从机模式
        
        /*设备被连接后，返回“Connected”*/
        while(!strstr((const char*)USART0_RX_BUF,(const char*)"Connected"));
        USART0_RX_STA = 0;//清空串口接收计数
        while(1)
        {
            if(USART0_RX_STA)//接收到数据
            {
                delay_ms(50);//延时50ms等待数据接收完成
                UR0SendString(USART0_RX_BUF);//发送接收到的数据
                USART0_RX_STA = 0;//清空串口接收计数
                memset(USART0_RX_BUF,0,USART0_RX_SIZE);//清空数组
            }
        }
    }

常见问题

1. 弹出警告窗口，不能下载程序。

   • 请确认CCDebugger驱动否安装。
   • 轻按CCDebugger仿真器的按键，指示灯不是绿色连接有问题。
   • CCDebugger仿真器是否正常接入到底座，参考实验步骤第一步。

2. 下载代码后程序没观察到实验现象。

   • 请重新上电，或者按下底座上的复位按键。
   • 模块没有安装稳妥。

3. 手机找不支蓝牙模块信号。

   • 确认模块电源灯是亮起，模块是否安装稳妥。