21天入门低功耗蓝牙5.x开发

本书主要介绍低功耗蓝牙5.x的开发技术，主要内容包括开发环境的搭建、最小硬件系统、广播的实现、双向通信的实现、电池电量服务的添加、私有服务的添加、配对和绑定功能的实现、主机扫描、主机连接、主从一体的实现、多主多从的实现、高速率通信的实现、长距离通信的实现、扩展广播数据包的实现、基于QSPI驱动LCD、基于FreeRTOS的复杂应用、FDS的实现、OTA的实现、基于串口的DFU实现、PTR9818模块的开发等内容。通过本书的学习，读者不仅可以掌握低功耗蓝牙5.x的开发技术，也可以学习物联网的知识、培养物联网的思维，还可以提高自身的动手能力和创新能力。

谭晖，在哈尔滨工业大学多年从事专用通信科研工作，曾获国家科技进步奖，国家教委科技进步奖，省科技进步奖等，拥有国内外多项发明专利，长期从事中短距离无线技术，低功耗蓝牙及相关技术的研究及创新应用。

第1章低功耗蓝牙5.x开发环境之搭建（1）
1.1基于NordicnRF52840DK开发环境之搭建（1）
1.1.1SES的搭建（1）
1.1.2KeilMDK的搭建（8）
1.1.3其他工具的安装（9）
1.2nRF52840DK开发板上的烧写器介绍（13）
1.2.1简介（13）
1.2.2nRF52840DK开发板简介（13）
1.2.3nRF52840DK开发板的烧写方式（13）
1.2.4PTR9818介绍（15）
1.2.5PTR9818模块的固件烧写方式（16）
1.2.6APTR-xxxx-EVB低功耗蓝牙模块评估板（18）
1.3nRF5SDK介绍和目录结构解读（19）
1.4SES集成开发环境的使用（23）
1.5如何将工程移植到不同的芯片（26）
1.5.1在SES中将nRF52832的工程移植到nRF52840（26）
1.5.2Softdevice协议栈介绍（31）
1.5.3Log打印功能（36）
1.5.4芯片选型表（38）
第2章实验1：低功耗蓝牙5.xSoC之nRF52840最小硬件系统（41）
2.1实验目标（41）
2.2nRF52840最小硬件系统电路（41）
2.2.1供电方式（42）
2.2.2内部电源稳压方式（43）
2.2.3时钟电路（45）
2.2.4匹配电路（46）
2.2.5去耦电容（46）
2.2.6USB电路（46）
2.2.7NFC电路（47）
2.3nRF52840硬件设计的注意事项（48）
2.4实验小结（50）
第3章实验2：低功耗蓝牙5.x广播的实现（51）
3.1实验目标（51）
3.2实验准备（51）
3.3背景知识（51）
3.3.1广播（51）
3.3.2广播数据包的格式（52）
3.3.3常见的广播内容（52）
3.3.4广播数据包的类型（53）
3.4实验步骤（54）
3.4.1低功耗蓝牙5.x广播的初始化（54）
3.4.2低功耗蓝牙5.x广播名称的修改（55）
3.4.3广播内容和广播参数的修改（56）
3.4.4代码实战（60）
3.5实验小结（65）
第4章实验3：低功耗蓝牙5.x双向通信的实现（67）
4.1实验目标（67）
4.2实验准备（67）
4.3背景知识（67）
4.3.1低功耗蓝牙5.x双向通信的基本概念（67）
4.3.2低功耗蓝牙5.x双向通信的连接建立过程（70）
4.4实验步骤（70）
4.4.1低功耗蓝牙5.x串口通信服务的实现（71）
4.4.2main函数的解析（75）
4.4.3协议栈初始化分析（75）
4.5低功耗蓝牙5.x的传输速率（77）
4.5.1传输速率的理论值（77）
4.5.2影响传输速率的主要因素（79）
4.5.3代码实例测试（79）
4.5.4实际测试（81）
4.5.5实验分析（85）
4.6开发调试工具（85）
4.6.1nrfjprog命令行工具（85）
4.6.2RTT打印Log（86）
4.7资料学习（87）
4.8实验小结（89）
第5章实验4：添加电池电量服务（91）
5.1实验目标（91）
5.2实验准备（91）
5.3背景知识（91）
5.4实验步骤（92）
5.5应用固件的烧写和调试（103）
5.5.1编译和烧写（103）
5.5.2查看电池电量服务数据（103）
5.5.3添加电池电量服务的注意事项（104）
5.5.4实验观察（104）
5.6实验小结（104）
第6章实验5：添加私有服务（105）
6.1实验目标（105）
6.2实验准备（105）
6.3背景知识（105）
6.4实验步骤（106）
6.4.1移植库文件（106）
6.4.2修改sdk_config.h中相应的宏（107）
6.4.3初始化LBS（107）
6.4.4修改LBS中LED的特性（111）
6.4.5修改按键的逻辑（113）
6.5应用的实验与测试（114）
6.5.1应用固件的烧写与测试（114）
6.5.2实验观察（115）
6.6实验小结（115）
第7章实验6：添加配对、绑定功能（117）
7.1实验目标（117）
7.2实验准备（117）
7.3背景知识（117）
7.3.1配对和绑定的定义（117）
7.3.2相关概念知识（118）
7.3.3绑定的流程（119）
7.3.4绑定的方式（等级）（120）
7.3.5例程讲解（120）
7.3.6与绑定功能相关的常用API函数（120）
7.4实验步骤（121）
7.4.1绑定模块移植（121）
7.4.2在例程ble_app_hrs中添加NUS（122）
7.4.3Passkey配对模式的实现（124）
7.4.4数字比较的实现（125）
7.5实验拓展（127）
7.6实验小结（128）
第8章实验7：低功耗蓝牙的主机扫描（129）
8.1实验目标（129）
8.2实验准备（129）
8.3背景知识（129）
8.3.1广播的概念（129）
8.3.2扫描的概念（130）
8.3.3主机扫描的原理（130）
8.3.4主动扫描和被动扫描（131）
8.4实验步骤（131）
8.4.1扫描例程讲解（131）
8.4.2扫描附近所有设备（132）
8.4.3筛选广播数据包中的数据（134）
8.5实验小结（135）
第9章实验8：低功耗蓝牙的主机连接（137）
9.1实验目标（137）
9.2实验准备（137）
9.3背景知识（137）
9.3.1连接的概念（137）
9.3.2连接的过程（138）
9.3.3连接的重要参数（138）
9.3.4连接参数的优化（139）
9.3.5iOS对连接参数的要求（139）
9.4实验步骤（139）
9.5实验小结（141）
第10章实验9：低功耗蓝牙主从一体的实现（143）
10.1实验目标（143）
10.2实验准备（143）
10.3背景知识（143）
10.4实验步骤（144）
10.4.1低功耗蓝牙主从一体功能的实现（144）
10.4.2低功耗蓝牙主从一体功能的演示（149）
10.5实验小结（151）
第11章实验10：低功耗蓝牙多主多从的实现（153）
11.1实验目标（153）
11.2实验准备（153）
11.3背景知识（153）
11.4实验步骤（154）
11.4.1低功耗蓝牙多主多从功能的实现（154）
11.4.2低功耗蓝牙多主多从功能的演示（157）
11.5实验小结（158）
第12章实验11：LE2MPHY高速率通信的实现（159）
12.1实验目标（159）
12.2实验准备（159）
12.3背景知识（159）
12.3.1低功耗蓝牙LE2MPHY高速率通信（159）
12.3.2低功耗蓝牙数据包的组成（160）
12.3.3低功耗蓝牙数据包的完整传输周期（161）
12.3.4低功耗蓝牙的数据吞吐率（162）
12.3.5低功耗蓝牙LE2MPHY高速率通信的应用（163）
12.4实验步骤（163）
12.4.1SDK例程测试（163）
12.4.2LE2MPHY高速率通信的实现（166）
12.5实验小结（167）
第13章实验12：低功耗蓝牙长距离通信的实现（169）
13.1实验目标（169）
13.2实验准备（169）
13.3背景知识（169）
13.3.1链路预算和无线电波传播损耗（170）
13.3.2长距离通信的编码（171）
13.3.3长距离通信的传输速率（172）
13.3.4长距离通信的应用创新（173）
13.4实验步骤（173）
13.4.1长距离通信的PHY配置和数据吞吐率测试（173）
13.4.2低功耗蓝牙5.x长距离通信的实现（176）
13.4.3长距离通信的测试（177）
13.5实验小结（177）
第14章实验13：低功耗蓝牙扩展广播数据包的实现（179）
14.1实验目标（179）
14.2实验准备（179）
14.3背景知识（179）
14.3.1低功耗蓝牙5.x扩展广播数据包的格式（180）
14.3.2低功耗蓝牙5.x扩展广播数据包的应用场景（182）
14.4实验步骤（182）
14.5实验小结（184）
第15章实验14：基于SPI驱动OLED（185）
15.1实验目标（185）
15.2实验准备（185）
15.3背景知识（185）
15.3.1SPI简介（185）
15.3.2SPI的工作方式（186）
15.3.3OLED简介（187）
15.4实验步骤（187）
15.5实验小结（193）
第16章实验15：基于QSPI驱动LCD（195）
16.1实验目标（195）
16.2实验准备（195）
16.3背景知识（195）
16.3.1QSPI简介（195）
16.3.2LCD模块简介（196）
16.3.3QSPI接口与LCD模块的连接（196）
16.4实验步骤（198）
16.5实验小结（206）
第17章实验16：基于FreeRTOS实现复杂应用（207）
17.1实验目标（207）
17.2实验准备（207）
17.3背景知识（207）
17.3.1FreeRTOS简介（207）
17.3.2在RTOS中自定义线程（208）
17.3.3RTOS的移植（209）
17.4实验步骤（209）
17.5实验小结（214）
第18章实验17：FDS的实现（215）
18.1实验目标（215）
18.2实验准备（215）
18.3背景知识（215）
18.3.1FDS简介（215）
18.3.2FDS的实现原理（216）
18.3.3FDS区域（216）
18.3.4FDS的操作类型（217）
18.3.5FDS的常用API函数简介（217）
18.3.6使用FDS的注意事项（219）
18.4实验步骤（219）
18.4.1FDS模块的移植（219）
18.4.2FDS存储功能的实现（220）
18.5实验小结（225）
第19章实验18：固件空中升级（OTA）的实现（227）
19.1实验目标（227）
19.2实验准备（227）
19.3背景知识（227）
19.3.1DFU简介（227）
19.3.2OTA简介（229）
19.3.3基于Nordic的SDK实现DFU的原理（229）
19.4实验步骤（230）
19.5实验关键代码与实验要点（233）
19.5.1ble_app_buttonless_dfu服务的关键代码（233）
19.5.2Bootloader程序的关键代码（238）
19.5.3实验要点（241）
19.6实验小结（241）
第20章实验19：基于串口的DFU实现（243）
20.1实验目标（243）
20.2实验准备（243）
20.3背景知识（243）
20.4实验步骤（244）
20.5实验要点（247）
20.6实验小结（247）
第21章实验20：基于低功耗蓝牙模块PTR9818的开发（249）
21.1实验目标（249）
21.2实验背景（249）
21.3实验配置（250）
21.3.1低频时钟源的配置（250）
21.3.2外设的配置（251）
21.3.3UART的配置（253）
21.4实验小结（253）
参考文献（255）
后记（256）