基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现

基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现指导老师：姜艳殊学生：杨东海专业：自动化时间：2011/06/25绪论结论蓝牙主机控制器(HCI)蓝牙技术基础蓝牙接口设计及数据传输的实现内容简介绪论蓝牙技术的产生与发展

1994年，爱立信移动通信公司为移动电话和电话附件之间寻找一种低耗能、低成本的无线接口。在爱立信公司的引领下，世界很多厂家的研发部门加入到共同协议开发此技术的行业中。

1998年5月，由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝五家公司共同提出了一种近距离无线数字通信的技术标准，其目的是实现最高传输速率可达1Mb/s(有效传输速率为721Kb/s)，最大传输距离为10m的无线通信技术，即蓝牙技术。并成立了国际化组织蓝牙SIG(SpecialInterestGroup)。蓝牙技术特点蓝牙技术基础蓝牙技术主要面向广义上网络中各类数据及语言设备，通过无线方式将它们连接。概括起来说，它主要具有以下特点：1、支持点对点和点对多点连接2、工作在全球通用的2.4GHzIMS频段3、能传送数据和语音4、具有USB、UART、PCM语音接口5、低成本、低功耗和低辐射6、安全性，蓝牙协议提供了认证和加密7、多用途，充分支持现有高层协议蓝牙系统结构典型的蓝牙系统可分为五个单元：蓝牙技术基础无线射频单元：是一个蓝牙无线收发器，它是任何蓝牙设备的核心链路控制单元：又称基带单元，包括3个集成芯片：连接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器链路管理单元：主要负责链路的软件管理部分，它主要执行链路设计、鉴权、配置和蓝牙设备建立连接所需要的其它工作。蓝牙协议软件单元：蓝牙软件协议体系呈现明显的层次性，不同级别不同应用的设备对蓝牙技术在软件方面有不同的要求主机应用软件单元：针对不同的应用需要，可采用不同的蓝牙剖面，开发不同主机应用软件。这些应用软件的开发以蓝牙协议的实现为基础。蓝牙技术基础蓝牙协议栈蓝牙国际化组织蓝牙(SpecialInterestGroup简称SIG)制定了蓝牙规范1.1，能够利用可操作的无线模块和数据通信协议开发交互性服务。整个协议体系结构分三大部分：底层硬件模块、中间协议层和高端应用层。蓝牙底层协议：实现蓝牙信息数据流的传输链路，是蓝牙协议体系的基础，它包括射频协议(RFP)、基带协议(BBP)和链路管理协议(LMP)。蓝牙中间层协议:完成数据帧的分解与重组、服务质量控制、组提取等功能，为上层应用提供服务，提供与底层协议的接口，它包括主机控制器接口协议、逻辑链路控制与适配协议(L2CAP)、串口仿真协议(RFCOMM)、电话控制协议(TCS)和服务发现协议(SDP)。蓝牙高层协议:包括对象交换协议(OBEX)、无线应用协议(WAP)和音频协议。蓝牙技术基础蓝牙协议栈体系结构

主机控制器接口协议是位于蓝牙系统的逻辑链路控制与适配协议层和链路管理协议层之间的一层协议。HCI为上层协议提供了进入链路管理器的统一接口和进入基带的统一方式。在HCI的主机和HCI主机控制器之间会存在若干传输层，这些传输层是透明的，只需完成传输数据的任务，不必清楚数据的具体格式。蓝牙的SIG规定了四种与硬件连接的物理总线方式，即四种HCI传输层：USB、RS232、UART和PC卡。本文正是基于蓝牙HCI开发针对单片机应用的无线通信。蓝牙技术基础主机控制器接口协议蓝牙主机控制器接口蓝牙主机控制器接口(HostControllerInterfaceProtocol，简称HCI),当主机和主机控制器通信时，HCI层以上的协议在主机上运行，HCI层以下协议由蓝牙主机控制器的硬件实现，它们都通过HCI传输层进行通信。主机和主机控制器中的HCI具有相同的接口标准。它们三者的关系如图所示：HCI功能HCI固件通过访问基带命令、链路管理器命令、硬件状态寄存器、控制寄存器以及事件寄存器实现对蓝牙硬件的HCI命令。蓝牙软件层次的简单结构

高层协议蓝牙主机主机控制器接口HCI底层协议蓝牙模块蓝牙主机控制器接口HCI分组HCI提供了蓝牙主机与蓝牙主机控制器交换信息的接口，这些信息以分组的形式进行交互。主机可以向主机控制器发送HCI指令分组、ACL数据分组和SCO数据分组；主机控制器可以向主机返回HCI事件分组、ACL数据分组和SCO数据分组。HCl分组的流向如图所示：蓝牙主机控制器接口HCI流量控制在HCI层的通信过程中，不论是主机端还是主机控制器端，资源都是有限的，在处理大批量的数据的时候，如果不加控制，很有可能造成数据缓冲区溢出从而丢失数据，为了管理主机和主机控制器中这些有限的资源并控制数据流量，蓝牙HCI层协议中设计了自己的流量控制机制，由主机管理主机控制器的数据缓存区，主机可动态地调整当前连接句柄的流量。基本上都是采用简捷而高效的停-等流控机制。HCI层的通信过程中，主体有两个，一个是主机，一个是主机控制器。由于一般情况下HCI以下协议是固化在主机控制器里的，是无法更改的，因此HCI的流控完全是由上层的主机来控制的，也就是必须由蓝牙协议的开发人员进行控制和实现。HCI的流量控制包括两部分。HCI传输层蓝牙主机控制器接口HCI传输层是指在蓝牙主机与主机控制器间相连的物理接口。HCI的物理接口包括USB、RS232、UART、PC卡4类。UART传输层支持4种蓝牙HCl分组：包括HCI指令分组、HCI事件分组、HCIACL数据分组、HCISCO数据分组。在UART传输层中，为了区分4种HCl分组，在分组发出前必须在分组前面增加分组指示器并在发送时先于HCl分组发出去，只有前面带有分组指示器的HCl分组才允许发送。各HCl分组对应的分组指示器如图：蓝牙接口设计及数据传输的实现

核心芯片的选择爱立信ROK101008是爱立信公司出品的适用于短距离通信的无线/基带模块，它集成