ST SensorTile.box传感器套件入门(5) 蓝牙连接

nich20xx

ST SensorTile.box传感器套件入门(5) 蓝牙连接 [复制链接]

1 前言

SensorTile.box内置一个ST BLE模块SPBTLE-1S来提供蓝牙连接功能。

SPBTLE-1S蓝牙模块采用的是ST BlueNRG-1芯片，实现了完整的BLE物理层（PHY）、数据链路层和网络/应用处理引擎，其中网络处理器基于低功耗ARM Cortex-M0内核，配备160KB闪存、有数据保留功能的24KB RAM和安全协处理器。

SPBTLE-1S主要功能特点：

支持Bluetooth v4.2
- 支持主机模式与从机模式
- 同时主持多从机
射频
- 最大输出功率+4dBm
- 2.4G板载陶瓷天线
工作电压
- 1.7-3.6V
工作温度
- -40 °C to 85 °C
认证
- SRRC认证
- BQE审批
- FCC,IC认证
- CE-RED认证

2 SPBTLE-1S系统硬件框图

SPBTLE-1S系统框图

基于低功耗ARM Cortex-M0内核
- 160KB闪存
- 24KB RAM
封装大小
- 11.5×13.5mm
对外接口
- UART（1个）
- IIC（2个）
- SPI（1个）
- 单线SBW调试接口 (1个)
- GPIO（14个）

2.1 SPBTLE-1S模块引脚定义

2.2 SensorTile.box的SPBTLE-1S BLE模块电路

Sensortile.box的SPBTLE-1S硬件连接

3 SPBTLE-1S软件架构

蓝牙核心规范将蓝牙协议栈分成Host和Controller两部分.

SPBTLE-1S蓝牙模块支持两种软件架构 Host-less mode (application processor)与Hosted mode (network processor)，分别对应蓝牙规范的两种典型架构：单芯片架构与Host+Controller双芯片标准架构。

Host-less mode (application processor) 《==》单芯片架构
- 用户应用程序直接运行在SPBTLE-1S内部
- host和controller之间直接通过API来交互

Hosted mode (network processor) 《==》Host+Controller双芯片标准架构
- 作为网络处理器模块，用户MCU通过SPI或者UART来操作SPBTLE-1S模块。
- Host跑在AP上，Controller跑在蓝牙模块上，两者之间通过主机控制接口协议（HCI）进行通信

3.1 SensorTile.box BLE软件功能实现

SensorTile.box中采用的是SPBTLE-1S蓝牙模块的Hosted mode (network processor) ，Host运行在STM32L4R9+ MCU上面，通过HCI接口（基于SPI）来实现BLE功能。

STM32 BlueNRG HCI Transport Layer interface

3.1.1 HCI接口初始化

hci_tl_interface.c

/**
 * [url=home.php?mod=space&uid=159083]@brief[/url] Initializes the peripherals communication with the BlueNRG
 *         Expansion Board (via SPI, I2C, USART, ...)
 *
 * @param  void* Pointer to configuration struct 
 * @retval int32_t Status
 */
int32_t HCI_TL_SPI_Init(void* pConf)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

  /* GPIO Ports Clock Enable */
    HAL_PWREx_EnableVddIO2();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  
  /*Configure EXTI Line */
  GPIO_InitStruct.Pin = HCI_TL_SPI_EXTI_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(HCI_TL_SPI_EXTI_PORT, &GPIO_InitStruct);
   
  /*Configure CS & RESET Line */
  GPIO_InitStruct.Pin =  HCI_TL_RST_PIN ;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(HCI_TL_RST_PORT, &GPIO_InitStruct);
  
  GPIO_InitStruct.Pin = HCI_TL_SPI_CS_PIN ;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(HCI_TL_SPI_CS_PORT, &GPIO_InitStruct);

  return BSP_SPI_Init();
}

5 参考

spbtle-1s datasheet

DS12065 Very low power application processor module for Bluetooth® Low Energy v4.2
- https://www.st.com/resource/en/datasheet/spbtle-1s.pdf