【摘要】： 藍牙技術(shù)作為一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范,可提供低功耗、短距離的無線空中接口,在各種固定與移動設(shè)備之間實現(xiàn)無線通信。在移動通信、無線數(shù)據(jù)采集、無線遙控與遙測、計算機網(wǎng)絡(luò)及自動控制等多種領(lǐng)域,藍牙技術(shù)都有著廣泛的應(yīng)用。 藍牙協(xié)議規(guī)范具有多個層次,完整的藍牙協(xié)議棧的開發(fā)是一項很復(fù)雜的工程,而在大多數(shù)嵌入式應(yīng)用中,只是需要實現(xiàn)基本的無線數(shù)據(jù)傳輸功能,并不需要實現(xiàn)全部的藍牙協(xié)議棧。針對此類應(yīng)用,若是能提供一套實用的藍牙無線接口、實現(xiàn)一個通用的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊,就可以比較有效地縮短開發(fā)周期,降低開發(fā)成本。 本文正是基于此目標,首先介紹了藍牙技術(shù)的背景和現(xiàn)狀,分析了藍牙系統(tǒng)組成,比較了藍牙與其他無線技術(shù),并在此基礎(chǔ)上,分析了藍牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu),并針對其在嵌入式系統(tǒng)中的實用性,著重剖析了藍牙主機控制器接口HCI(HostController Interface)層協(xié)議。然后,參照HCI協(xié)議規(guī)范,設(shè)計了基于單片機控制藍牙模塊的硬件接口方案,并詳細剖析了一個藍牙HCI層通信實例的實驗數(shù)據(jù),隨后給出了一套基于單片機實現(xiàn)藍牙無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖涌诜桨浮?應(yīng)用上述設(shè)計的藍牙軟硬件接口,本文開發(fā)了一個在單片機與PC之間實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃{牙數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在單片機端利用Keil下的C編程開發(fā)了藍牙數(shù)據(jù)傳輸模塊,并作為一個子模塊集成到了計算機高級接口實驗平臺上,在PC端通過USB控制藍牙適配器,編寫了一個基本的藍牙控制程序,從而實現(xiàn)了實驗臺與PC之間的藍牙無線數(shù)據(jù)傳輸。然后,在實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上,進一步開發(fā)了通過藍牙進行文件傳輸?shù)墓δ苣K,在單片機端實現(xiàn)了一個簡單的嵌入式FAT16文件系統(tǒng),通過藍牙從PC接收文件并以FAT16格式存儲到外接的MMC卡上。 本文提供的藍牙軟硬件接口方案及數(shù)據(jù)傳輸模塊,不僅可以用來進一步開發(fā)藍牙高層協(xié)議,而且還可作為通用的接口函數(shù)和模塊應(yīng)用到多種無線場合。
【圖文】：

主機控制器的基帶與鏈路控制器、鏈路管理器、狀態(tài)寄存器等硬件的統(tǒng)一接口。藍牙主機控制器 (BluetoothHostc�？er)是藍牙芯片的主要組成部分，，其內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。鏈路控制器提供了藍牙基帶功能以及物理層協(xié)議的硬件和軟件實現(xiàn);CPU核提供了鏈路管理器和鏈路控制器的固件部分的運行環(huán)境，使得主機控制器可獨立于主機進行查詢和過濾呼叫請求。圖3.1藍牙主機控制器內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)圖主機控制器接口(Hcl)在藍牙系統(tǒng)硬件體系和軟件體系中的位置如圖3.2所示。硬件軟件主主機 機高層協(xié)議及應(yīng)用用物物理接口 口接口驅(qū)動 動物物理接口 口一瞻嚴{HCI固””主主機控制器器鏈路管理器器 器固 固 固件 件 件基 基基帶控制器固件件圖3.2藍牙主機控制器(Hcl)在藍牙系統(tǒng)中的位置硬件方面，主機控制器集成了無線電收發(fā)器、基帶控制器、Flash存儲器等部分，其中基帶控制器大多是以ARM為基礎(chǔ)的芯片，通過接口控制無線電收發(fā)器，提供物理接口 (USB/UART爪CM等)。藍牙模塊通過這些接口與主機上對應(yīng)的接口

機控制器中的Ha解釋來自主機的下行信息，并將信息發(fā)給相應(yīng)的硬件模塊單元，同時還將模塊中的數(shù)據(jù)/硬件/固件信息根據(jù)需要上行給主機。兩個藍牙設(shè)備通過HCI層進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程如圖3.3所示。主機A用戶數(shù)據(jù)主椰物理總線硬件物理總線硬件圖3.3藍牙設(shè)備通過HCI層數(shù)據(jù)傳輸過程 3.2HCI傳輸層HCI傳輸層是指在藍牙主機與主機控制器間相連的物理接口，它介于主機控制器驅(qū)動程序和主機控制器之間，主要目的是實現(xiàn)傳輸?shù)耐该餍�，即從藍牙模塊外看HCI看到的是HCI傳輸層，物理總線是屏蔽的，從而使得HCI固件能在不影響傳輸層的情況下升級。HCI的物理接口包括USB、RS232、UA衛(wèi)T、PC卡4類，使用較多的是USB、RS232和UART接口。UART和RS232傳輸層都采用UART異步串行通信方式在藍牙模塊和藍牙主機間進行數(shù)據(jù)傳輸。兩者間的區(qū)別在于它們所適用的環(huán)境。UART協(xié)議是RS232協(xié)議的子集，當藍牙模塊與主機接口在同一PCB上或距離較小時使用。因此UART傳輸
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TP368.12

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本文編號：2627801