EEPW论坛

一、概述

    近来，物联网已成为大势所趋，VR与AR正方兴未艾，各种手环、遥控、智能家居也在粉墨登场。技术前沿的领航者们已经快马加鞭，各种意志与暗示也在上传下达。物联网，无线通讯，移动互联，将成为新的目标与宠儿。最近开的电赛动员会上已经明确而彻底的传达了“互联网+”的精神，甚至要用手机做APP来操控云云，总之是无线通信已经被摆在了前所未有的位置上。    现在常用的有规范标准的无限通信协议主要有WiFi（802.11a/b/g/n），蓝牙（Bluetooth），ZigBee（802.15.4）等等，他们各有各的优点与不足。    WiFi的功耗太大，速率高，适合来传输数据流（文件），而不是做控制，距离较短。蓝牙功耗很低（BLE），而且历史悠久，技术成熟，是手机的标配，距离适中，适合做控制以及小规模的数据传输。（BLE是低功耗蓝牙的意思，也就是指蓝牙4.2。）ZigBee功耗也很低，且通信距离较远，传输速率很低，是专为自动控制设计的通信协议，但目前技术仍不够成熟，且组网较为复杂。    此外还有Z-wave，Threa；6LoWPAN似乎也很有潜力，但是目前才刚刚开始。ANT等各种无线通信协议，但是不如以上几种通用程度高作为无线通信入门，我选择了从蓝牙开始。市面上常见的蓝牙模块有很多，TI的CC系列，Dialog的DA系列，以及Nordic的nRF系列都是很优秀的产品。    Dialog的产品硬件结构较特殊，整体成本低但是开发复杂，CC系列和nRF系列都是资料资源丰富且广泛使用的产品，我所选择的产品就是Nordic的nRF52810，支持蓝牙4.2（BLE），甚至可以支持5.0。这些蓝牙模块多半都是带有MCU核的，或者说根本就是一个MCU带有蓝牙功能。相对于TI产品，nRF52810的硬件资源要丰厚许多（Cortex-M4F，512K Flash，64K RAM，xxAA版），这也就意味着更大规模的工程成为可能。开发板不想买了，因为已经习惯了用TI的TM4C1294进行开发，所以一般主体工程都是靠1294完成，学习52832主要是想熟练蓝牙的配置与使用。于是买了个最小系统板（严格来说都不算，只是把所有引脚引出来而已，然后加一段镀铜天线），然后就遇到了许多问题。 
  之前用1294时是TI官方的EvaluationKit板，自带仿真模块（Stellaris ICDI），只要驱动一装就能刷金程序然后Debug调试。因此也从来没有考虑过什么接口仿真的问题。现在对着52810芯片手册上的管脚图，只找到了两个SWDIO和SWDCLK引脚，对于具体如何把程序烧写进去依然一无所知。回想起其他用32开发板的情况，似乎需要一个名为Jlink的东东？快速上淘宝翻了下52810开发板的情况，确实如此，Jlink仿真器是必须的，开发板上已经预留好了20脚的JTAG接口，直接将仿真器连在开发板与PC中间， 再辅以相应的驱动程序就能实现下载与仿真。但是我买的产品上可没有JTAG接口，而且SWD和JTAG似乎也不太一样的吧？

  一顿搜索，大概对JTAG，SWD，JLink都有了一番了解。JTAG和SWD确实是不一样的协议，Jlink本身默认JTAG，但是从JLinkV6以后，Jlink仿真器也开始支持SWD，到了V8以后，对SWD的支持已经相当不错了。于是又买了块Jlink仿真器，说是给nrf5系列专用的V8，一个仿真器比两个我买的52810板还贵，拿到手以后，做工让我瞬间就断定是盗版货了。。还好上面似乎有标识JTAG+SWD...在52810的数据手册上，基本已经确定了这款芯片只支持SWD了，希望能用吧（笑）。大概就是把SWD的引脚接到仿真器的特定引脚上吧。  然后是软件环节。习惯了TI的datasheet和SDK，Nordic的真的是....体验感差好多呀。。采用的IDE是MDK Keil，然而官网提供的nRF_DeviceFamilyPack最新版和SDK最新版例程里的pack版本居然不一样（pack已经更新到8.14.1了，而SDK里用的是8.12.0，SDK用的也是最新版）。好吧或许SDK那边还没更新，但是老版的pack下载在哪里呢？只能手动添加Device和CMSIS，然后是令人烦躁的include paths。SDK的文件结构相当出色，各种包各种drivers各种libraries相当完善有条理，但是初始化必须的一些驱动和库文件被包含在了各个文件夹，相比之下，TI的driverlib简直太方便了。至于TI的pdf函数库对Nordic的html的无比的优越性。。用了都知道。  终于到了编译环节，把官方的例程拿出来编译，果然一大堆错误，定义变量语句不在函数开头之类的问题比比皆是，还有一大堆定义结构体顺便初始化的奇怪格式也是层出不穷，难道我的Keil MDK 5.20已经很老了吗~  在手动改完官方库的所有错误之后，把自己的初始化空工程拿出来终于编译通过..比TI的果然是慢了好多好多。。  二、搭建开发环境 
    1.        官方代码与工具下载
      http://www.nordicsemi.com/eng/Products/Bluetooth-low-energy/nRF52-DK
    2.        开发板硬件资料
      硬件资料保含开发板的原理图，BOM，Layout。在调试时候或者外接扩展时候看。 

  协议栈烧写工具nRFgo studio下载 
    这个软件是前期用来烧写固件。对于这款芯片固件分三个部分：蓝牙协议栈SoftDevice ，固件升级bootloader，App(用户自己写的程序) 
  nRF52 DK下载 
    http://www.nordicsemi.com/eng/Products/Bluetooth-low-energy/nRF5-SDK 
    官方例程和库文件  S132 SoftDevice 下载 
    蓝牙协议栈 
    http://www.nordicsemi.com/eng/Products/S132-SoftDevice 
  Nordic 自家的蓝牙测试安卓或ios app 
    常用：nRF Master Countrolpannel 
    可以在github下载源码用于App开发

  3.        试验第一个程序

    ·       打开 nRFgo studio 
    我使用的是开发板，开发板上自带有jlink芯片，软件能识别到nRF52 development boards。    注意：在使用过程中由于jlink驱动版本的问题会出现不识别芯片的情况。需要安装该软件自带的segger驱动。    右侧窗口中可以清楚的看到芯片存储空间的结构，包括上述三部分程序的起止地址和大小，其中SoftDevice 和Application是不可以缺失的。  · 烧写固件    以“虚拟串口”为例，分别选择三部分程序的hex文件，路径如下： 
    softdevice 
    /s132_nrf52_2.0.1/s132_nrf52_2.0.1_softdevice.hex 
    bootloader nRF5_SDK_11.0.0_89a8197/examples/dfu/bootloader/pca10040/dual_bank_ble_s132/arm5_no_packs/_build/nrf52832_xxaa_s132.hex 
    Application 
    nRF5_SDK_11.0.0_89a8197/examples/ble_peripheral/ble_app_uart/pca10040/s132/arm5_no_packs/_build/nrf52832_xxaa_s132.hex  · 成功烧录之后就可以打开app搜索了，蓝牙4.0不需要配对 
    使用keil调试 
      打开测试固件对应的keil工程文件，就可以进行debug等操作 
    1.        Keil软件安装；    2.        Jlink驱动安装；    3.        nRFgoStdio安装，该软件用来烧写蓝牙协议栈和应用软件。第二步安装了Jlink驱动后，不要安装nRFgo里自带的Jlink驱动。    4.        安装nRF51SDK，安装完成后，在Keil的目录里有51822的相关的例程和源码。  三、本例安装的软件版本    Windows： win7 64bit    Keil：V5.13.0.0 （mdk_513.exe）    Jlink：V4.96d （Setup_JLink_V496d.exe）    nRFgoStdio：V1.17.1 （nrfgostudio_win-64_1.17.1_installer.msi）    nRF51SDK： V6.1.0（nrf51_sdk_v6_1_0_b2ec2e6.msi）    SoftDevice：V7.1.0 （s110_nrf51810_7.1.0.zip）

  4.        遇到的问题

    开发环境，包括软件环境以及硬件环境可以参考官方的User Guide 文档。期间遇到的问题有两个：    1.      nRFgoStdio无法识别nRF6310 MotherBoard？    在这里没有解决这个问题，对我的开发工作影响不大，我们的开发工作只需要更新ble stack和应用层APP即可，大部分时候只需要烧录app即可。    2.      keil打开.uvproj后缀名的工程，无法编译？    安装的最新的keil版本以及SDK需要打开.uvprojx后缀名的工程，则编译无错误。    3.      通过nRFgo烧写SoftDevice 和 ble_app_hrs无法工作？    这里存在nRF51SDK与SoftDevice和app的兼容性问题，本机安装了SDK的6版本，在Nordic官网SoftDevice有5,6,7三个版本，逐一尝试后，最新的版本7和app兼容，能正常工作。    4.      在调试期间可能遇到VTG灯变红、异常闪烁或不亮，nRFgo 和keil无法烧写？    如果是电池供电的话，则很可能是电池没电。检测电池的电压才1v，新电池1.6v左右。更换电池解决问题。    不能解决的问题，可以在Nordic官网论坛提问，会有Nordic的员工为你解答。    https://devzone.nordicsemi.com/questions/为了更好的结合串口打印信息，来分析代码的流程。故结合6310里的uart_example例程，来调试UART功能，并将该初始化函数移植到要分析的例程去。    在uart_exam ple的simple_uart_config函数中，对uart指定输出输入引脚，关键是找到6310板子上的该两个引脚的位置。因为没有6310的原理图，经过查阅了很多资料，终于找到这两个引脚，分别是P9 端口的，p2.0与p2.1，连接到电脑的USB串口线并另一个接地，在电脑端配置好相应的串口参数，则解决问题。