Báo cáo đồ án: Bluetooth low energy

Chia sẻ: Langkhach Dochanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

249
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung bài Báo cáo đồ án: Bluetooth low energy nhằm giới thiệu tổng quan về bluetooth, bluetooth low energy (ble), chi tiết về CC2540 và HM 10, mô phỏng kết nối và truyền dữ liệu giữa hai module HM 10, tài liệu tham khảo và code lập trình. Hi vọng tài liệu sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu của mình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo đồ án: Bluetooth low energy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐHQG TPHCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: BLUETOOTH LOW ENERGY .................................... .................................... TPHCM 22122014 1
MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BLUETOOTH 1 – Giới thiệu khái niệm về bluetooth……………………………...trang 3 2 Một số thuật ngữ dùng trong bluetooth………………………..trang 3 3 Các ứng dụng nổi bật của Bluetooth:………………………….trang 4 4 – Sơ lược về các “thế hệ” Bluetooth…………………………….trang 5 PHẦN 2: BLUETOOTH LOW ENERGY (BLE) 1 – Giới thiệu về BLE………………………………………………..trang 7 2 – Thông số kỹ thuật của BLE………………………………….....trang 7 3 Ứng dụng của BLE……………………………………………....trang 9 PHẦN 3: CHI TIẾT VỀ CC2540 VÀ HM10 1 – Giới thiệu chip CC2540……………………………………..….trang 11 2 – Giới thiệu về module HM10 của chip………………………..trang 12 3 – Sơ đồ cấu hình chân ra của HM10…………………………..trang 13 4 – Chức năng các chân của HM10…………………………...…trang 14 5 – Kích thước HM10……………………………………………....trang 15 6 – Sơ đồ mạch HM10……………………………………………...trang 16 7 – Cấu trúc tập lệnh của HM10…………………………………..trang 17 7 – Thiết kế PCB cho HM10…..…………………………………..trang 21 PHẦN 4: MÔ PHỎNG KẾT NỐI VÀ TRUYỀN DỮ LIỆU GIỮA HAI MODULE HM10 2
1 – Khối vi điều khiển ……..……………………………………..….trang 25 2 – Khối truyền nhận dữ liệu không dây...………………………..trang 30 3 – Khối hiển thị ……………………………………………………..trang 31 4 – Lưu đồ giải thuật chương trình …………………………...…trang 33 PHẦN 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ CODE LẬP TRÌNH 1 – Tài liệu tham khảo……………………………………………....trang 36 2 – Code chương trình phần phát ………………………………...trang 37 3 – Code chương trình phần thu …………………………………..trang 44 3
PHẦN 1:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BLUETOOTH 1 ) Giới thiệu khái niệm về bluetooth Bluetooth là công nghệ dựa trên tần số vô tuyến sử dụng để tạo kết nối giao tiếp giữa hai loại thiết bị khác nhau trong một cự li nhất định. Có rất nhiều các thiết bị sử dụng công nghệ bluetooth như: điện thoại di động, máy tính và thiết bị hổ trợ cá nhân (PDA) Bluetooth được thiết kế để thay thế dây cable giữa máy tính và các thiết bị truyền thông cá nhân, kết nối vô tuyến giữa các thiết bị điện tử với nhau. Bluetooth khi kích hoạt có thể tự định vị những thiết bị khác có chung công nghệ trong vùng xung quanh và bắt đầu kết nối với chúng. Bluetooth có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu 1Mb/s. Bluetooth hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 720 Kbps trong phạm vi 10 m–100 m Sử dụng dải tần 2.4 – 2.48GHz Một số đặc điểm nổi trội của bluetooth: Tương thích cao Tiêu thụ năng lượng thấp Dễ dàng phát triển ứng dụng An toàn và bảo mật 2 ) Một số thuật ngữ dùng trong bluetooth Piconet là tập hơp các thiết bị được kết nối thông qua kỹ thuật bluetooth theo mô hình Adhoc (xây dựng 1 mạng kết nối (chủ yếu là vô tuyến) giữa các thiết bị đầu cuối mà không cần phải dùng các trạm thu phát gốc (BS).) Scatternet là 2 hay nhiều Piconet độc lập và không đồng bộ kết hợp lại truyền thông với nhau 4
Master unit: master thiết lập bộ đếm xung, quyết định số kênh truyền thông và kiểu bước nhảy để đồng bộ tất cả các thiết bị trong cùng piconet à nó đang quản lý Slaver unit là các thiết bị còn lại trong piconet mà không phải là master Có 4 trạng thái chính của 1 thiết bi bluetooth trong piconet Inquiring device: đang phát tín hiệu tìm thiết bị Inquiring scanning device: nhận tín hiệu inquiring và trả lời Paging device: phát tín hiệu yêu cầu kết nối Page scanning device: nhận yêu cầu kết nối Chế độ kết nối Active mode: thiết bị bluetooth tham gia vào hoạt động của mạng Sniff mode: là 1 chế độ tiết kiệm năng lượng của thiết bị đang ở trong trạng thái active, thiết bi slave nhận tín hiệu từ mạng với tần số giảm hay nói cách khác là giảm công suất Hold mode: là 1 chế độ tiết kiệm năng lượng của thiết bị đang ở trong trạng thái active, đây là chế độ tiết kiệm năng lượng trung bình Park mode: là chế độ tiết kiệm năng lượng của thiết bị vẫn còn trong mạng nhưng không tham gia vào quá trình trao đổi dữ liệu (inactive), đây là chế độ tiết kiệm năng lượng nhất 3)Các ứng dụng nổi bật của Bluetooth: Điều khiển và giao tiếp không giây giữa một điện thoại di động và tai nghe không dây. Mạng không dây giữa các máy tính cá nhân trong một không gian hẹp đòi hỏi ít băng thông. Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn nhưchuột, bàn phím và máy in. Truyền dữ liệu giữa các thiết bị dùng giao thức OBEX (dùng trao đổi các dữ liệu vật lý như tập tin, hình ảnh và cả các dạng nhị phân). Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây truyền thống giữa các thiết bị đo, thiết bị định vị dùng GPS, thiết bị y tế, máy quét mã vạch, và các thiết bị điều khiển giao thông. Thay thế các điều khiển dùng tia hồng ngoại. Gửi các mẩu quảng cáo nhỏ từ các panô quảng cáo tới các thiết bị dùng Bluetooth khác. 5
Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử như Wii Máy chơi trò chơi điện tử thế hệ 7 của Nintendo[1] vàPlayStation 3 của Sony. Kết nối Internet cho PC hoặc PDA bằng cách dùng điện thoại di động thay modem. 4 ) Sơ lược về các “thế hệ” Bluetooth Theo Wikipedia, thuật ngữ “Bluetooth” (có nghĩa là “răng xanh”) được đặt theo tên của một vị vua Đan Mạch, vua Harald Bluetooth, người Viking nổi tiếng về khả năng giúp mọi người có thể giao tiếp, thương lượng với nhau. Bluetooth được phát triển đầu tiên bởi Ericsson (hiện nay là Sony Ericsson và Ericsson Mobile Platforms), và sau đó được chuẩn hoá bởi Bluetooth Special Interest Group (SIG). Chuẩn được phát hành vào ngày 20 tháng 5 năm 1999. Ngày nay được công nhận bởi hơn 1800 công ty trên toàn thế giới. Được thành lập đầu tiên bởi Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba và Nokia, sau đó cùng có sự tham gia của nhiều công ty khác với tư cách cộng tác hay hỗ trợ. Bluetooth có chuẩn là IEEE 802.15.1. Bluetooth 1.0. Tháng 7/1999, phiên bản Bluetooth 1.0 đầu tiên được đưa ra thị trường với tốc độ kết nối ban đầu là 1Mbps. Tuy nhiên, trên thực tế tốc độ kết nối của thế hệ này chưa bao giờ đạt quá mức 700Kbps. Phiên bản này còn khá nhiều lỗi và các nhà sản xuất đã rất khó khăn khi tích hợp nó với các sản phẩm công nghệ. Bluetooth 1.1. Năm 2001, phiên bản Bluetooth 1.1 ra đời, đánh dấu bước phát triển mới của công nghệ Bluetooth trên nhiều lĩnh vực khác nhau với sự quan tâm của nhiều nhà sản xuất mới. Cũng trong năm này, Bluetooth đươc bình chọn là công nghệ vô tuyến tốt nhất năm. Bluetooth 1.2. Ra mắt vào tháng 11/2003, Bluetooth 1.2 bắt đầu có nhiều tiến bộ đáng kể. Chuẩn này hoạt động dựa trên nền băng tần 2.4 Ghz và tăng cường kết nối thoại. Motorola RARZ là thế hệ di động đầu tiên tích hợp Bluetooth 1.2. Bluetooth 2.0 + ERD. Một năm sau, vào tháng 11/2004, công nghệ Bluetooth 2.0 + ERD đã bắt đầu nâng cao tốc độ và giảm thiểu một nửa năng lượng tiêu thụ so với trước đây. Tốc độ của chuẩn Bluetooth lên đến 2.1 Mbps với chế độ cải thiện kết nối truyền tải – ERD (enhanced 6
data rate), song ERD vẫn chỉ là chế độ tùy chọn, phụ thuộc vào các hãng sản xuất có đưa vào thiết bị hay không. Năng lượng sử dụng của kết nối Bluetooth chỉ còn tiêu hao một nửa so với trước. Các thiết bị tiêu biểu ứng dụng Bluetooth 2.0 + ERD là: Apple iPhone, HTC Touch Pro và TMobile’s Android G1. Bluetooth 2.1 + ERD. Đây chính là thế hệ nâng cấp của Bluetooth 2.0. Bluetooth 2.1 có hiệu năng cao hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Chuẩn này chủ yếu đã được sử dụng trong trong điện thoại, máy tính và các thiết bị di động khác. Tuy nhiên, Bluetooth 2.1 không cho phép truyền các file lớn với tốc độ cao. Do đó, nếu người dùng muốn chuyển các file dung lượng lớn đến 12GB từ máy tính sang điện thoại thì chỉ có thể kết nối hai thiết bị này bằng dây cắm USB hoặc bằng thẻ nhớ . Bluetooth 3.0 + HS: Tháng 4/2009, Bluetooth 3.0 thế hệ "siêu tốc" chính thức ra mắt. Bluetooth 3.0 có tốc độ truyền dữ liệu đạt mức 24Mbps – bằng sóng Bluetooth – High Speed, tương đương chuẩn WiFi thế hệ đầu tiên. Chuẩn này giúp các thiết bị tương tác tốt hơn, tăng cường năng lực kết nối giữa các cá nhân với nhau và tiết kiệm pin nhờ chức năng điều khiển năng lượng nâng cao. Đặc biệt, nó có thể dò tự động các thiết bị gần kề và chuyển trực tiếp sang mạng WiFi nếu các thiết bị đó có kết nối WiFi. Tuy nhiên, phạm vi hiệu quả nhất chỉ trong vòng 10m. Bluetooth 4.0: Đây là phiên bản mới nhất của Bluetooth vừa được tổ chức SIG thông qua. Bluetooth 4.0 có nhiều đặc điểm chung với chuẩn 3.0, nhưng ngoài khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao lên tới 25 Mb/giây, Bluetooth 4.0 còn bổ sung thêm khả năng truyền dữ liệu dung lượng nhỏ trong phạm vi ngắn (827 byte tốc độ 1Mbps) với mức tiêu thụ điện năng rất thấp giúp tiết kiệm năng lượng so với chuẩn cũ. Bluetooth 4.0 nhiều khả năng sẽ dành cho các ứng dụng trong lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe và an ninh, chẳng hạn như đồng hồ đeo tay theo dõi sức khỏe, hoặc trang bị cho các bộ cảm biến nhiệt độ, nhịp tim, thể thao, và các thiết bị sử dụng tại gia. Tổ chức Continua Health Alliance đã đồng ý chọn lựa Bluetooth 4.0 làm công nghệ truyền dữ liệu cho những thiết bị y tế di động tương lai. Dự kiến các thiết bị sử dụng chuẩn bluetooth 4.0 sẽ ra mắt trong quý IV năm nay. 7
Tuy nhiên, cũng có nghiên cứu cho rằng, quá lạm dụng thiết bị Bluetooth sẽ gây ảnh hưởng không tốt tới sức khoẻ do sóng radio gây ra. PHẦN 2 :BLUETOOTH LOW ENERGY (BLE) 1 ) Giới thiệu về BLE Trước đây, một trong những lý do khiến người ta ngại bật bluetooth là vì nó đốt pin khá nhiều, lại gây nóng máy nếu hoạt động liên tục. Tuy nhiên, Bluetooth 4.0 đã khắc phục được nhược điểm này. Một trong những cải thiện vượt trội nhất của BLE là gần như máy không bị tiêu hao pin dù bạn có bật thường trực. Ngày 30/6/2010 Bluetooth SIG đã đưa ra Bluetooth phiên bản 4.0 là sự kết hợp của 3 giao thức nhỏ là “classic Bluetooth” (Bluetooth 2.1 và 3.0), “Bluetooth high speed” (Bluetooth 3.0 +HS) và “Bluetooth low energy – Bluetooth năng lượng thấp” (Bluetooth Smart Ready/Bluetooth Smart). “Bluetooth low energy” là một phần của Bluetooth 4.0 với một giao thức hoàn toàn mới để những kết nối đơn giản được thực hiện nhanh chóng. Nó là một sự chuyển đổi những giao thức tiêu chuẩn của Bluetooth 1.0 vào 4.0 nhằm phục vụ cho những ứng dụng năng lượng cực thấp. Điều này cho phép giảm đáng kể điện năng tiêu thụ, qua đó kéo dài thời lượng pin các thiết bị di động, một vấn đề đang rất được quan tâm hiện nay. 2) Thông số kỹ thuật của BLE 8
Truyền dữ liệu công nghệ Bluetooth năng lượng thấp cung cấp các gói dữ liệu rất ngắn (8 byte tối thiểu lên đến 27 byte tối đa) với tốc độ 1 Mbit/s. Tất cả các kết nối tiên tiến sử dụng đánh giá sniffsub để đạt được chu kỳ nhiệm vụ cực kỳ thấp. Công nghệ bluetooth 4.0 cũng sử dụng dãy tần 2,4 GHz như công nghệ bluetooth cũ, Thừa hưởng những ưu thế về tốc độ truyền dữ liệu và khoảng cách giao tiếp giữa hai thiết bị lên tới 90m, tốc độ bit là 1 Mbit/s và công suất phát tối đa là 10 mW Công nghệ Bluetooth năng lượng thấp sử dụng một CRC 24 bit mạnh mẽ trên tất cả các gói đảm bảo sự chống nhiễu tối đa Bảo mật an ninh mã hóa AES128 Full sử dụng CCM để cung cấp mã hóa và xác thực của các gói dữ liệu. Cấu trúc liên kết công nghệ Bluetooth năng lượng thấp sử dụng một địa chỉ truy cập 32 bit trên mỗi gói cho mỗi thiết bị, cho phép hàng tỷ thiết bị được kết nối. Công nghệ này được tối ưu hóa cho mộtmột kết nối trong khi cho phép mộtnhiều kết nối sử dụng cấu trúc liên kết hình sao. Với việc sử dụng các kết nối nhanh chóng và ngắt kết nối, dữ liệu có thể di chuyển trong một vùng mạng lưới một cách đơn giản và dễ dàng Về vấn đề tương tác Bluetooth smart chỉ hoạt động ở chế độ đơn tần ( single radio) hướng đến khả năng phát tín hiệu cho các thiết bị trong lĩnh vực y tế ( đo nhịp tim…) thông qua một cảm biến tích hợp, các thông tin thu được chỉ có thể được gửi qua thiết bị có Bluetooth Smart Ready. Các thiết bị Bluetooth smart sẽ không có tốc độ cao như 3.0 nhưng bù lại chúng tiêu thụ năng lượng rất thấp, pin của chúng thậm chí chỉ hoạt đông trong vài năm. Trong khi đó, phiên bản Bluetooth smart ready hoạt động ở hai dãy tín hiệu (dual radio) lại hội đủ các điều kiện trên và hoàn toàn tương thích ngược với 3.0.Thiết bị Bluetooth Smatr Ready có thể vừa kết nối với các thiết bị Bluetooth thông thường vừa có khả năng nhận dữ liệu truyền tải từ các thiết bị Bluetooth smart.Các thiết bị chuẩn Bluetooth smart ready gồm điện thoại, máy tính bảng, tivi và PC và đã được triển khai trên iphone 4s, Mac Mini, Macbook Air. 9
Mỗi chuẩn thiết bị khác nhau đều có sự tương thích khác nhau. Với thiết bị gắn nhãn Bluetooth Smart Ready nó có thể dùng cho các thiết bị thuộc nhãn Bluetooth Smart Ready,Bluetooth smart và Bluetooth.Trong khi đó Bluetooth chỉ tương thích với Bluetooth, Bluetooth Smart ready và nhãn Bluetooth Smart chỉ có thể tương thích với Bluetooth Smart Ready mà thôi. Để hiểu rõ hơn về khả năng tương thích giữa các thiết bị Bluetooth 4.0, có thể tham khảo thêm bảng dưới đây: 3 ) Ứng dụng của BLE Nhờ những cải tiến tuyệt vời đó, Bluetooth 4.0 được sử dụng một cách rộng rãi trên nhiều thiết bị công nghệ khác nhau, từ smartphone cho tới vòng đeo tay theo dõi sức khỏe...Và trong tương lai, Bluetooth LE hứa hẹn sẽ là chìa khóa để mở ra cánh cửa đón chúng ta vào "ngôi nhà thông minh" và Internet Of Things Ngoài ra Bluetooth 4.0 còn tương thích với công nghệ giao tiếp phạm vi gần (NFC – Near Field Communication) phục vụ nhu cầu thanh toán điện tử mới trong tương lai Đặc điểm chung của các sản phẩm sử dụng BLE là khả năng kết nối liên tục và trực tiếp với Smartphone mà không tiêu tốn nhiều năng lượng của cả thiết bị lẫn điện thoại. 10
Khắc phục được vấn đề về năng lượng và khoảng cách, BLE được đánh giá sẽ là phương thức kết nối của tương lai Dưới đây là một vài ứng dụng của Bluetooth 4.0 trên những sản phẩm mà chúng ta sử dụng tới hàng ngày. Nhà thông minh (Smart Home) Ứng dụng BLE để điều khiển máy lạnh, TV, đèn, máy giặt… nói chung là mọi thiết bị trong ngôi nhà của bạn. Biến chiếc mobile của bạn thành chiếc remote đa năng, điều khiển đủ mọi thứ trong nhà IBeacon Công nghệ iBeacon được phát triển dựa trên BLE. Một trong những ứng dụng của iBeacon, giả sử bạn đang đi dạo trong một trung tâm mua sắm, mỗi gian hàng sẽ có một thiết bị iBeacon để giao tiếp với điện thoại của bạn để biết bạn đến mỗi gian hàng bao lâu, xem món hàng nào nhiều, có gian hàng nào ghé hơn 2 lần trong cùng lúc ấy. Dựa trên những hành vi ấy để xét đoán mức độ quan tâm của bạn để đưa ra những ưu đãi đặc biệt để tác động đến hành động của hàng của bạn. Quản lý trẻ nhỏ, thú cưng, chống quên vật dụng cá nhân Nếu bạn đi siêu thị và dắt theo con nhỏ hoặc dẫn thú cưng đi dạo chơi công viên mà sợ bị lạc các tình yêu này thì có thể sắm thêm một thiết bị tròn tròn nho nhỏ có đường kính tầm 2 đến 3cm gắn vào các bạn ấy rồi cứ thoải mái cho các bạn ấy tung tăng, hễ cứ xa bạn 10m (hoặc 1m, 5m, hoặc xa hơn, tùy chúng ta tùy chỉnh) là sẽ có một báo động dưới dạng âm thanh hoặc rung (hoặc cả hai) để bạn nhận diện Bạn cũng có thế dùng theo cách thức tương tự cho các vật dụng cá nhân như ví, chìa khóa… theo hình thức pair (kết nối hai thiết bị lại, còn gọi là kết nối theo cặp) với ĐTDĐ của bạn. Giả sử bạn để quên ví hay chìa khóa ở quán café mà đã đi ra ngoài thì điện thoại của bạn sẽ hú inh ỏi lên hoặc quên điện thoại mà tay thì tung tăng cầm chìa khóa thì xâu chìa khóa của bạn sẽ rung lên báo hiệu là bạn để quên gì đó. 11
PHẦN 3 :CHI TIẾT VỀ CC2540 VÀ HM10 1 ) Giới thiệu chip CC2540 Bluetooth low energy (BLE) sử dụng chip CC2540 của Texas Instruments (TI), hiệu quả về chi phí, tiêu tốn rất ít năng lượng, có thể hoạt động trong vòng một năm chỉ với một viên pin cúc áo. dễ dàng lắp đặt do chip CC2540 có kích thước vật lý chỉ khoảng 6mm2, được nhúng bộ nhớ Flash bên trong, chip Bluetooth này có thể dễ dàng cập nhật khi cần CC2540 là sự kết hợp giữa một bộ thu phát RF và một MCU 8051, sử dụng hệ thống lập trình với bộ nhớ flash, 8 KB RAM với rất nhiều tính năng hỗ trợ thiết bị ngoại vi khác, thời gian chuyển đổi ngắn giữa các chế độ hoạt động cho phép tiêu thụ điện năng thấp CC2540 có hai phiên bản khác nhau: CC2540F128 / F256, với 128 và 256 KB bộ nhớ flash, tương ứng. Các chế độ hoạt động : + Chế độ RX: 19.6 mA + Chế độ TX: 24 mA + Chế độ hoạt động 1 (3us khởi động): 235 uA +Chế độ hoạt động 2 (Sleep timer on– định thời gian nghỉ): 0.9uA +Chế độ hoạt động 3 (External interrupts – ngắt ngoài): 0.4 uA Nguồn điện: 2V – 3.6V Độ nhạy : 93 dBm Nhiệt độ hoạt động: 40 85◦C Lõi MCU hiệu suất cao và công suất thấp 8051. 8051 lõi CPU là một MCU 8 bit đơn chip mạnh cho ta một giải pháp có hiệu quả về chi phí. Nó có ba bus truy cập bộ nhớ khác nhau (SFR, DATAvà CODE/XDATA), một giao diện gỡ lỗi, và 18đầu vào ngắt mở rộng. Thiết bị ngoại vi : 12
+ 12Bit ADC với Tám kênh . +4 timers gồm một timer 16bit ,1 timer 40bit và hai timer 8Bit . + Có 21 chân I / O trong đó 19 I/O dòng 4 mA và 2 I/O dòng 20 mA. + Hai USARTs hỗ trợ giao thức nối tiếp . + FullSpeed giao diện USB Mỗi CC2540 chứa 48bit địa chỉ IEEE duy nhất có thể được sử dụng như địa chỉ cố định cho một thiết bị Bluetooth. Người lập trình có thể tự do sử dụng địa chỉ này. Các bộ dao động trong chế độ sleep là một bộ đếm thời gian năng lượng cực thấp có thể sử dụng một dao động 32,768 kHz tinh thể bên ngoài hoặc sử dụng bộ dao động RC nội 32,753 kHz. Các bộ dao động này chạy liên tục trong tất cả các chế độ hoạt động ngoại trừ chế độ power mode 3. Ứng dụng điển hình của bộ đếm thời gian này như một thời gian truy cập hoặc là một bộ đếm thời gian đánh thức để chip có thể thoát khỏi chế độ power mode 1 hoặc 2. Timer 1 là một bộ đếm thời gian 16bit với chức năng hẹn giờ / truy cập / PWM. Nó có một prescaler lập trình một khoảng thời gian 16bit giá trị và năm kênh truy cập có thể lập trình riêng rẽ. Timer 2 là một bộ đếm thời gian 40bit sử dụng năng lượng thấp Bluetooth stack. Nó có 16bit truy cập với một bộ đếm thời gian cấu hình thời gian và 24bit tràn truy cập có thể được sử dụng để theo dõi số lượng thời gian có transpired hoặc ngắt nói chung. Timer 3 và 4 là timer 8bit với chức năng hẹn giờ / truy cập / PWM. Nó có một prescaler lập trình một giá trị thời gian 8bit, và một kênh truy cập lập trình với 8bit so sánh giá trị. Ứng dụng: +Hệ thống bluetooth năng lượng thấp 2,4 GHz +Phụ kiện điện thoại di động +Thiết bị thể thao và giải trí +Điện tử gia dụng +Thiết bị giao diện con người (bàn phím, chuột, điều khiển từ xa…) +Chăm sóc sức khỏe và y tế 2 )Giới thiệu về module HM10 của chip HM10 là một board phát triển của chip CC2540 cho công nghệ Bluetooth low energy với firmware đã được nạp sẵn lên chip . HM10 sử dụng giao diện truyền nhận nối tiếp để khởi động các mode và giao tiếp . 13
Đặc điểm kỹ thuật Loại module Không dây Chức năng Bluetooth SPP (Master & Slave) Tần số hoạt động 2.4 GHz Khối lượng 8g Kích thước 26.9mm x 13mm x 2.2 mm Phiên bản 1.0 Nguồn cung cấp 3.3Vdc Nhiệt độ hoạt động 5 > 65◦C Bảo vệ Xác thực và mã hóa 3 ) Sơ đồ cấu hình chân ra của HM10 14
15
4 ) Chức năng các chân của HM10 STT Tên Chức năng 1 UART_TX Giao diện UART 2 UART_RX Giao diện UART 3 UART_CTS Giao diện UART 4 UART_RTS Giao diện UART 5 NC NC 6 NC NC 7 NC NC 8 NC NC 9 NC NC 10 NC NC 11 RESETB 12 VCC 3.3V 13 GND Ground 14 GND Ground 15 USB_D Giao tiếp USB 16 NC NC 17 NC NC 18 NC NC 19 NC NC 20 USB_D+ Giao tiếp USB 21 GND Ground 22 GND Ground 23 PIO0 Hệ thống nút điều khiển 24 PIO1 Hệ thống LED 25 PIO2 Lập trình input/output 26 PIO3 Lập trình input/output 27 PIO4 Lập trình input/output 28 PIO5 Lập trình input/output 29 PIO6 Lập trình input/output 30 PIO7 Lập trình input/output 31 PIO8 Lập trình input/output 32 PIO9 Lập trình input/output 33 PIO10 Lập trình input/output 16
34 PIO11 Lập trình input/output 5 ) Kích thước HM10 17
6 ) Sơ đồ mạch HM10 7) Cấu trúc tập lệnh của HM10 *System LED and System KEY : trong HM10 chân PIO0 được cấu hình là ngõ vào của switch và chân PIO1 là ngõ ra cho LED. System KEY : Khi không nhấn switch chân này ở mức cao (3,3 V) ,khi nhấn switch sẽ chuyển xuống mức thấp (0 V) . +Ở chế độ master Khi chưa kết nối: nhấn switch sẽ xóa thông tin địa chỉ thiết bị từ xa kết nối cuối cùng . Khi đã kết nối : nhấn switch sẽ ngắt kết nối. 18
+ Ở chế độ slave AT+PIO10 nhấn switch không có tác dụng. Khi đã kết nối : nhấn switch sẽ ngắt kết nối. System LED : + Nếu lệnh AT+PIO10 được thiết lập Khi chưa kết nối:ngõ ra sẽ là xung vuông 500ms mức thấp và 500ms mức cao. Khi đã kết nối : ngõ ra ở mức cao. + Nếu lệnh AT+PIO11 được thiết lập Khi chưa kết nối : ngõ ra ở mức thấp. Khi đã kết nối : ngõ ra ở mức cao. * Các tập lệnh AT AT : xác định trạng thái ( trả về OK). Truy vấn / Thiết lập tốc độ baud AT+BAUD? : hỏi tốc độ baud ( trả về OK+Get:[tốc độ baud] ) AT+BAUD[para1] : thiết lập tốc độ baud Para1: Baud rate No. 09600 119200 238400 357600 19
4115200 Mặc định: 0(9600) Truy vấn / Thiết lập bit chẵn lẻ AT+PARI? : truy vấn bit chẵn lẻ AT+PARI[para1] : thiết lập bit chẵn lẻ ( trả về OK+Set:[para1] ) Para1: 0,1,2 0:None 1:EVEN 2:ODD Mặc định: 0 (None) Truy vấn / Thiết lập Stop bit AT+STOP? : truy vấn stop bit ( trả về OK+Get:[para1] ) AT+STOP[para1] : thiết lâp chế độ stop bit ( trả về OK+Set:[para1] ) Para1:0, 1 0: One stop bit 1: Two stop bit Mặc định: 0 (One stop bit) Truy vấn / Đặt Chế độ module làm việc AT+MODE? : hỏi về mode hoạt động ( trả về OK+Get:[para1] ) AT+MODE[para1] : thiết lập mode hoạt động ( trả về OK+Set:[para1] ) Para1: 0, 1, 2 0: Transmission Mode 20