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[资料分享] 无线连接之蓝牙 TM 用户开发手册

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 楼主 | 2020-9-25 21:59 | 显示全部楼层 ||阅读模式
编者寄语:
作为无线蓝牙开发手册,本文尽可能多的为您罗列了各种可轻松获取的资源。在开发
基于无线蓝牙的应用程序时,你可以将它用作无线蓝牙入门指南,查找无线蓝牙相关问题
的词典,或是无线蓝牙的自学手册。不论是无线蓝牙相关知识的菜鸟还是大师,都能从这
本 开 发 手 册 中 获 益 匪 浅 。 如 果 对 开 发 手 册 有 任 何 的 意 见 和 想 法 , 欢 迎 在
E2E-wireless/E2EChina-无线连接子论坛创建帖子进行反馈.

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 楼主 | 2020-9-25 21:59 | 显示全部楼层
版本历史
版本  时间  作者  说明
1.0.0  9/1/2020  Jinqu Ye/Albin Zhang

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 楼主 | 2020-9-25 22:00 | 显示全部楼层
术语和缩写
缩写/术

Meaning / Explanation  含义/解释
BLE  Bluetooth Low Energy  蓝牙低功耗
SPP  Serial Port Profile  蓝牙串口协议
IDE  Integrated development environment  综合开发环境
PCB  Printed Circuit Board  印制电路板
MCU  Microcontroller Unit  微控制单元
JTAG
JTAG(named after the Joint Test
Action Group) is an industry standard
for verifying designs and testing
printed  circuit  boards  after
manufacture
JTAG(联合测试工作组)是一种国际
标准测试协议(IEEE 1149.1 兼容),
主要用于芯片内部测试
PPT  PowerPoint  微软公司的演示文稿软件
SDK  Software Development Kit  软件开发工具包
IOT  Internet of Things  物联网
CAD  Computer Aided Design  计算机辅助设计
CPU  central processing unit  中央处理器

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 楼主 | 2020-9-25 22:00 | 显示全部楼层
目录
1.概述 ..............................................................................................................................................................7
1.1 蓝牙协议的特点 ................................................................................................................................7
1.2 BLE 的入门及实际应用 ....................................................................................................................7
1.3 TI 网站资源 .........................................................................................................................................8
2 硬件设计 ................................................................................................................................................. 13
2.1 蓝牙芯片 .......................................................................................................................................... 13
2.1.1 基于 ARM Cortex-M4 核的蓝牙芯片★ ........................................................................... 16
2.1.2 基于 ARM Cortex-M3 核的蓝牙芯片 ............................................................................... 19
2.1.3 基于 8051 核的蓝牙芯片 ..................................................................................................... 22
2.1.3 其余蓝牙芯片 ......................................................................................................................... 23
2.2 开发板参考设计 ............................................................................................................................. 23
2.2.1 SimpleLink™ 多频带 CC1352P 无线 MCU LaunchPad .............................................. 23
2.2.2 SimpleLink™ 无晶振 BAW CC2652RB 多协议 2.4GHz 无线 MCU LaunchPad .. 24
2.2.3 SimpleLink™ 多标准 CC26x2R 无线 MCU LaunchPad .............................................. 24
2.2.4SimpleLink™ 多频带 CC1352R 无线 MCU LaunchPad ............................................... 24
2.2.5 CC2650 LaunchPad/评估板 ................................................................................................. 25
2.2.6 SimpleLink™ 低功耗 Bluetooth® CC2640R2F 无线 MCU LaunchPad .................. 25
2.2.7 CC2540 USB 评估模块套件 ................................................................................................ 26
2.2.8 CC2541 迷你开发套件 ......................................................................................................... 27
2.2.9 Dual-Mode Bluetooth® CC2564 Evaluation Board ...................................................... 27
2.3 硬件设计关键要点 ......................................................................................................................... 27
3.软件设计 .................................................................................................................................................. 27
3.1SDK ..................................................................................................................................................... 28
3.1.1 SimpleLink™ CC13x2_26x2 SDK .......................................................................................... 29
3.1.2 SimpleLink™ CC2640R2 SDK ............................................................................................... 31
3.2 软件操作指南 .................................................................................................................................. 35
3.2.1 Code Composer Studio Downloads .................................................................................. 35
3.2.2 IAR Downloads ........................................................................................................................ 36
3.2.3 SmartRF Studio Download ................................................................................................... 36
3.2.4 SENSOR CONTROLLER STUDIO ......................................................................................... 36
3.2.5 BTool.......................................................................................................................................... 37
3.2.6 SysCfg ........................................................................................................................................ 37

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 楼主 | 2020-9-25 22:00 | 显示全部楼层
3.2.7 UniFlash ImageCreator.......................................................................................................... 37
3.2.8 Flash Programmer .................................................................................................................. 37
3.2.9 SmartRF Flash Programmer 闪存编程器 .......................................................................... 37
4. 各芯片实际应用系统参考设计 ......................................................................................................... 38
4.1 Car access Bluetooth® low energy + CAN satellite module reference design .............. 38
4.2 CC2541 密钥卡参考设计 ............................................................................................................ 38
4.3 工业无线状态监控参考设计 ....................................................................................................... 39
4.4 车用低功耗 Bluetooth® 汽车门禁卫星节点参考设计 ....................................................... 39
4.5 采用低功耗蓝牙和电容式触控技术的门禁控制面板参考设计 .......................................... 39
4.6 支持低功耗 Bluetooth® 5.0 的单微控制器 18V/600W BLDC 电机控制参考设计 .... 40
4.7 配备 Bluetooth® 5 的可穿戴 16 相多传感器 SpO2 和心率监测仪 (HRM) 参考设计
................................................................................................................................................................... 41
5 Q&A .......................................................................................................................................................... 42
5.1 问:Read Before You Post in the Bluetooth low energy (BLE) Forum(E2E) .................... 42
5.2 问:支持哪些调试器? ................................................................................................................ 42
5.3 问:如何在应用程序中实现电源管理以降低功耗? ............................................................ 43
5.4 问:下载代码时在何处编程?内部还是外部存储? ............................................................ 43
5.5 问:在电路板或 LaunchPad 上切换示例应用程序时,我的 iOS 或 Android 器件无法看
到新的特性或服务 ................................................................................................................................ 43
5.6 问:我的 Project Zero 正确构建并烧录,但设备未广播和/或产生 CPUabort .............. 44
5.7 问:RF 性能在 TI 硬件上一切正常,但是在自定义 CC26xx 电路板上出现 RF 性能不良
和范围问题? ........................................................................................................................................ 44
5.8 问:为什么我的器件报错 No source available for 0x1001bbd6? ................................... 45
5.9 问:我正在使用 simplelink_cc2640r2_sdk_1_00_00_22 TI-RTOS 驱动程序示例,但是当
前项目给出以下错误 信息("..\CC2640R2_LAUNCHXL.h", line 54: fatal error #1965: cannot
open source file "ti/devices/cc26x0/driverlib/ioc.h")。我该怎么办? ..................................... 45
5.10 问:当使能 CACHE_AS_RAM 功能时,我的项目编译正常,但无法运行。这是什么原
因导致的? ............................................................................................................................................. 46
5.11 问:我找不到 BDS,为什么会这样? .................................................................................... 46
5.12 问:如何从 simple_peripheral_example 中删除 display 和两个 button menu?是否有
更多可减少 simple_peripheral 例程 FLASH 使用的方法? ........................................................ 46
5.13 问:如何将调试器连接到正在运行的目标?(也称为“将调试器加到正在运行的目标
上”) ........................................................................................................................................................ 47
5.14 问:关于 BLE 蓝牙连接 Connection Interval 值的问题? ................................................ 47

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 楼主 | 2020-9-25 22:03 | 显示全部楼层
5.15 问:关于 simpleGATTprofile 的 Characteristic 问题,在 simpleBLECentral 工程中,当
启用通知后,是在哪里收到数据? ................................................................................................. 47
5.16 问:关于 CC2640 的 ADC 问题................................................................................................ 48
5.17 问 : 我 看 了 simpleperipheral 和 central 的 例 子 , 他 们 初 始 化 都 是 设 置 的
GAPBOND_PAIRING_MODE_WAIT_FOR_REQ 等待配对.那么我的问题是,到底是 peripheral
发起的配对请求还是 central?在什么时候发起的配对请求? ..................................................... 48
5.18 问:哪里可以了解更多有关蓝牙低功耗规范、配置文件、通知、配对等的信息? 49
5.19 问:TI BLE 在 IOS,Android 的数据传输率的问题 ............................................................... 49
5.20 问:关于 CC2640 片外 OAD 的问题 .................................................................................... 49
5.21 Q: How do I add UART or SPI to my application? ............................................................... 50
5.22 Q: How do I do a simultaneous Master & Slave (i.e., Peripheral & Central role)
connection? ............................................................................................................................................ 50
5.23 Q: How do I enable more functionality with the Invensense MPU-9250 motion sensor
on the CC2650 SensorTag? ................................................................................................................ 50
5.24 Q: What is the difference between the CC2640R2 SDK and BLE-Stack SDK? .............. 51
5.25 Q: Do I need to requalify or re-certify my product if I change to CC2640R2F? .......... 51
5.26 Q: When switching sample applications on my board or LaunchPad, my iOS or
Android device is not able to "see" new Characteristics or Services?...................................... 52
5.27 Q: Why am seeing poor RF performance and range issues on my custom CC26xx
board when everything works fine on the TI Reference HW? ................................................... 53
5.28  Q:  How  can  I  remove  display  and  two  buttons  menu  from  the
simple_peripheral_example? Is there more ways to decrease the FLASH consumption of
the simple_peripheral example? ....................................................................................................... 53
5.29 问:cc2640r2f 有没有直接烧写二进制文件的工具? ..................................................... 54
5.30 问:ccs 有没有串口调式工具,应该如何实现串口调试功能? ................................... 54
5.31 Q: Is Bluetooth 5 backwards compatible with existing Bluetooth 4.x devices? ......... 54
5.32 Q: How do I enable Bluetooth 5 High Speed Mode in my application? ........................ 55
5.33 Q: What range should I expect with High Speed Mode? .................................................. 56
5.34 Q: How do I evaluate Long Range BLE Connections and Advertising Extensions? ..... 56
5.35 Q: What about Mesh?................................................................................................................. 57
5.36 Q: Can I use any Android 8 "Oreo" phone to evaluate this SDK with the BT5 Long
Range (LE Coded PHY) feature? ........................................................................................................ 57
5.37 Q: CC2640 with 2-wire cJTAG CC-DEVPACK-DEBUG........................................................ 58
5.38 Q: Linker error with latest bluetooth and IAR ....................................................................... 58
5.39 Q: Sending files with BLE CC2540? .......................................................................................... 58

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 楼主 | 2020-9-25 22:04 | 显示全部楼层
5.40 Q: Does anyone know what the maximum packet size is for a BLE message? I have a
need to send and receive 80 byte messages. Thanks. ................................................................ 59

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 楼主 | 2020-9-25 22:06 | 显示全部楼层
1.概述
TI 作为一家 15 年来备受客户信赖的提供商,我们提供的无线连接产品系列包括集成电
路 (IC)、认证模块和第三方模块,可满足您的所有无线技术需求。
目前,TI 在无线蓝牙有着性能优越的产品,目前已有 23 款性能优异的产品可供客户选择。
基于 SimpleLink™ 微控制器平台(深入了解 SimpleLink™MCU 平台的工具和开发套件)在单
一软件开发环境中提供种类多样的有线和无线 Arm® MCU(片上系统)产品系列,原型设计
和开发帮助您迅速的根据需求进行短周期的开发,从已有的硬件和完整的软件资源中定向选
取,针对性的设计帮助开发者更加快捷方便的完成各种。其中的低功耗 Bluetooth® 无线
MCU 就是其中一个重要的无线系列,作为一款低功耗无线标准,可将任何产品轻松连接到智
能手机或平板电脑,它为物联网和汽车应用提供灵活的硬件、软件和工具选项,为开发人员
设定了新标准。只需投资购买一次 SimpleLink 软件开发套件,即可在您的整个产品系列中
进行使用。

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 楼主 | 2020-9-25 22:07 | 显示全部楼层
1.2 E BLE  的 入门及 实际应用
您可以在 EEWorld 大学堂、 21ic 中国电子网、 21 世纪电源网等 TI 的在线培训平台
中,查找到各种关于无线蓝牙的基础入门学习,简单的 demo 使用教学,蓝牙在实际场景应
用的演示等等。
以下列举了部分无线蓝牙的学习视频和相关资料可供参考:
1. 低功耗蓝牙基础理论视频学习 (演示了  BLE CC2650  配合 R MSP432P401R  与手机的通信并控
制机器人系统)
2. 介绍了蓝牙 5 5  的一些升级和应用,做了  CC2640R2F, , CC26x2, ,2 CC13x2  基本概述,以及  CC2640
和阿里云 IoT  智能生活开放平台 P iLOP  的软件层面介绍
3. 讲解 I TI  无线连接产品特点及平台、方案介绍 ,包括 I TI  最新 a Agama  系列产品、 BLE 、T T I
15.4- - Stack 、0 Zigbee 3.0 及 及 o TI DMM Demo  动手实验
4.E BLE  入门知识及手把手工程建立学习 (E BLE  基本介绍, TI BLE  方案介绍, TI SDK  基本介绍, simple peripheral  运行上手 o Demo  演 示)
对应视频

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 楼主 | 2020-9-25 22:07 | 显示全部楼层
5. 低功耗蓝牙  HomeKit  应用0 (CC2640  配合  MSP432)
6. BLE connected electronic door lock demo
7. BLE wearable patch demo
8. Wearable, wireless patient monitoring demo with Bluetooth 5
9. Connect:  Why SimpleLink?
10. What is Bluetooth 5 and When do I Use it?
11. How Bluetooth 5 is breaking barriers in connected applications
12. Connect:  Smart thermostat demo
13. Connect:  Sensor to Cloud + GPS
14. Connect:  BLE connected electronic door lock demo
15. Localization with BLE
16. Connect:  BLE wearable patc h demo
17. Connect:  Wearable, wireless patient monitoring demo with Bluetooth 5
18. Connect:  BAW (crystal- - less) out- - of- - box demo
19. Connect:  Zigbee + Bluetooth 5 Concurrency Demo
20. Connect:  BAW demo featuring Bluetooth 5
21. Connect:  Car Access Demo
22. Connect:  Why connectivity in the car?
23.  工程师给大家讲解蓝牙 5 5  新特性以及 0 Zigbee 3.0  新特性
2 24 4 . 1 CC2540/CC2541  蓝牙 E 4.0BLE  协议栈开发(连载) 教程
25. BLE_CC2540_ 初学者入门指导
26.  浅谈蓝牙  Bluetooth  技术集锦

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 楼主 | 2020-9-25 22:07 | 显示全部楼层
1.3 TI  网站资源
以下为蓝牙开发对应的一个网站资源利用过程:
第一步:输入 https://www.ti.com.cn/,您就可以进入 TI 官网中文版本的首页,如图 1.1
QQ截图20200925220816.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:09 | 显示全部楼层
第二步:在产品目录下,选择无线连接进入无线产品界面,如 图 1.2
QQ截图20200925220905.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:09 | 显示全部楼层
第三步:在无线连接目录下,选择低功耗蓝牙产品,进入蓝牙产品界面,如图 1.3
QQ截图20200925220942.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:10 | 显示全部楼层
第四步:选择低功耗蓝牙产品界面的产品框,进入蓝牙芯片界面,如图 1.4,1.5
QQ截图20200925221016.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:10 | 显示全部楼层
QQ截图20200925221043.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:11 | 显示全部楼层
第五步:选择其中的一款芯片,进入对于蓝牙芯片界面,如图 1.6
QQ截图20200925221125.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:12 | 显示全部楼层
以上界面为对应蓝牙芯片的概述界面,您可以看到对应芯片的数据表,用户指南,勘误表;
下拉可以看到芯片的产品详细信息,如图 1.7;技术文档,如图 1.8;设计与开发链接,如
图 1.9;订购与质量详细,如图 1.10
QQ截图20200925221206.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:13 | 显示全部楼层
QQ截图20200925221310.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:14 | 显示全部楼层
QQ截图20200925221404.png

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 楼主 | 2020-9-25 22:14 | 显示全部楼层
2 硬件设计
TI 无线蓝牙目前已有 23 款性能优异的产品可供客户选择。在蓝牙产品界面内,您可根据
自身所需支持的不同蓝牙标准,不同的芯片类型(带和不带 mcu 的蓝牙收发器),不同性能
的 cpu 内核, flash 的大小,不同的发射功耗电流等等进行对应芯片的选择。如图 2.1
*双模蓝牙:内置两个蓝牙版本,可以运行两套协议栈的蓝牙模块。
QQ截图20200925221443.png

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