如何使用Microchip的RN487x蓝牙模块构建模拟传感器和模拟输出

这是我为演示如何使用而创建的项目系列中的第三部分Microchip的RN487x蓝牙模块。

我们正在为这四个任务中的每一个创建功能强大的蓝牙连接外设;一种数字传感器、数字控制、模拟传感器和模拟控制。每个示例都包括一个标称电路和RN487x上必需的配置。还提供了一个用于运行外围设备的简单应用程序脚本。

在第一部分中，我给出了一个重要的所有外设的设计概述。我们已经在第2部分中覆盖了示例外设，这是处理两个的第2部分一个数字输入和数字控制的项目。

这里，在第3部分中，我们将直接进入第三和第四示例，模拟传感器和模拟控制。

项目三:模拟传感器

我们的模拟传感器将由电位计代表。

我们的设计模式有三个组成部分需要提供:

• 硬件:提供模拟输入信号的特定任务硬件
• 配置：RN487x模块命令在数据库中分配一个变量，并将信号映射到该变量
• 应用程序:脚本在工作站上，请求传感器值并显示数字化值

以下是组件细分。

模拟输入硬件

“模拟输入”的作用仅由电位器提供;RV1。RN487x模块数据表指出完整的A/D范围是从VCC到GND，因此我们据此来接线电位器。

模拟输入外设项目的原理图。点击放大。

因为我们只管理一个信号，而且我们没有使用PWM，所以我们选择了RN4871。电路可以由一对AAA电池甚至一个投币电池供电。

其余电路元件为:

• C1:旁路电容稳定功率
• R1 C2:上电时处理器复位的延迟
• j - 1:用于配置的串口

模拟输入配置

在为这个示例创建配置之前，请确保模块处于已知状态。这在附录关于常用初始化的部分。不要跳过这一步!

我们只需要数据库中的一个特征来表示我们的数字化值。所以我们在服务中创建了一个服务和一个特征。

两个相应的命令是：

PS, 59 c88760536411e7b114b2f933d5fe66 PC, 59 c889e0536411e7b114b2f933d5fe66, 02年02

第一个命令PS创建服务。第二个命令PC创建了这个特性。

在这两个命令中，第一个参数是标识符，它允许我们的外设存在于其他蓝牙外设的世界中，并且仍然被唯一地访问。该参数必须符合UUID标准。您可以使用所示的示例值。它也很容易创建任意数量的标准uuid。

在PC命令中，第二个参数告诉蓝牙层数据库中的变化将如何到达客户端。在本例中，参数(02)表示应用程序将根据需要读取该值。

最后，在PC命令中，第三个参数以字节为单位定义值的大小;本例中的“02”是因为A/D端口提供16位结果(全范围是0x0000-0x0E10)。

我们配置的脚本部分如下所示：

@ tmr2 $VAR1=@，2 SHW,0072，$VAR1 SM, 200000 @ tmr2 $VAR1=@，2 SHW,0072，$VAR1 SM, 200000

这个脚本使A/D转换器每10ms对信号引脚进行采样，并将数字化值存入数据库。我们使用的脚本特性在这个例子中是唯一的，那就是定时器。

的方法:

• @conn：当客户端连接时运行。它开始定时器。
• @DISCON:当客户端断开连接时运行。它会停止计时器。
• @ tmr2：当计时器到期时运行。它将样本传输到数据库。RN487x计时器是“一次性”计时器，所以我们还需要重新启动计时器。

只要客户端连接，这个脚本就会使模块保持忙碌状态，并且电源要求很高。最好在客户端设计中考虑这一点。客户端只在需要采集样品时才连接外设。

模拟输入应用程序

Python脚本是meter.py，可以找到在这里。编辑脚本并将示例MAC地址替换为设备的MAC地址。然后，为了练习这个示例，只需将power应用到外设，然后在具有适当蓝牙功能的系统上运行脚本。（正如我上面提到的那样，您可以在Linux中引用此设置的帮助。）

当连接到外围设备时，脚本将发出消息来指示进度。连接外设后，脚本将读取并显示每隔半秒的新样本。

这个脚本很短，包含了所有函数块和GATT API调用的注释。

接下来，我们将遵循相同的设计模式来创建模拟控件。

项目4：模拟控制

与上一篇文章中的项目2一样，输出将由一个LED表示。

我们的设计模式有三个组成部分需要提供:

• 硬件:特定于任务的硬件来表达模拟信号
• 配置：RN487x模块命令在数据库中分配一个变量，并将该变量映射到模拟信号
• 应用程序:在工作站的脚本，以提供一个变化的16位值，指定所需的模拟信号水平

以下是组件细分。

模拟控制硬件

“模拟输出”的作用由一个LED提供;D1。RN4870模块将在这个引脚上产生PWM(脉宽调制)方波输出。这是一种常用的单线表示模拟值的方法，也可以用一个简单的低通滤波器转换成模拟电压。

模拟输出外设项目的原理图。点击放大。

RN4871没有模拟输出选项，这就是我们在本例中使用4870的原因。将PWM信号直接连接到LED上，我们就可以看到模拟范围;一个昏暗的LED用于低值，一个明亮的LED用于高值，以此类推。像其他三个项目一样，这个电路也可以由一对简单的投币电池的AAA电池供电。

其余电路元件为:

• C1:旁路电容稳定功率
• R1 C2:上电时处理器复位的延迟
• j - 1:用于配置的串口

模拟控制配置

在为这个示例创建配置之前，请确保模块处于已知状态。这在关于通用初始化的附录部分中进行了描述。不要跳过这一步!

我们只需要一个特征在数据库中代表传感器状态。所以我们在服务中创建了一个服务和一个特征。两个相应的命令是：

PS, 59 c88760536411e7b114b2f933d5fe66 PC, 59 c889e0536411e7b114b2f933d5fe66, 08年,14

第一个命令PS创建服务。第二个命令PC创建了这个特性。在这两个命令中，第一个参数是标识符，它允许我们的外设存在于其他蓝牙外设的世界中，并且仍然被唯一地访问。该参数必须符合UUID标准。您可以使用所示的示例值。正如我上面提到的，你也可以创建您需要的任意多个标准uuid。

在PC命令中，第二个参数告诉蓝牙层如何改变值应该到达客户端。在这种情况下，参数(08)表示当一个值被更改时，外围设备必须向客户端发送一个确认。

最后，在PC命令中，第三个参数以字节为单位定义值的大小;在本例中是' 14 '字节。尽管完整的PWM命令可以用4个字节来表示，但在本例中我们使用的是远程函数调用，这需要更多的空间。这将在应用程序脚本中进一步解释。

我们配置的脚本部分如下所示：

@pw_on 72 =？func1？func1 [，2,2，$ pm1，$ pm2

此脚本中有两种方法，第一个以'@'和2nd为'？'的第一个前缀。每种方法都在特定的系统事件上运行，并且只有一个命令：

• @pw_on：在接通电源的运行。该方法将函数?FUNC1与数据库变量关联起来。相关的DB变量由特征句柄72指定。
• ? FUNC1:只要客户端将值写入由句句话0072标识的DB变量时运行。方法由客户端写入DB变量的值来确定。该方法采用这两个变量$ PM1和$ PM2，并使用它们来控制PWM信号的频率和占空比。这是连接到LED的信号。

模拟控制应用程序

Python脚本是卷.py，可以找到在这里。编辑脚本并将示例MAC地址替换为设备的MAC地址。然后，为了练习这个示例，只需将power应用到外设，然后在具有适当蓝牙功能的系统上运行脚本。(请参阅第1部分的附录，了解如何在Linux中进行这种设置。)

当连接到外围设备时，脚本将发出消息来指示进度。连接外围设备后，脚本将向外围设备发送一个范围的值。数值将缓慢增加，然后减少。因此，LED会逐渐变亮，然后变暗。

这个脚本很短，包含了所有函数块和GATT API调用的注释。我们使用的BLE功能是此示例的唯一远程函数调用。

项目的视频

现在我们已经组装了所有四个外围设备项目，您可以查看下面的视频，以便在行动中查看它们：

下一步

我们现在拥有所有四种外设类型的完整示例。如果您决定潜入并创建一个或多个这些系统，则以下考虑可能会有所帮助。

制造选项

的芯片RN487x发展局可以用于这些示例中的任何一个，但它也有许多我们正在创建的系统所不需要的特性。

手工焊接设备和测试电路到原型PCB上可能是最便宜的选择。这些模块用于表面安装，因此小部件技能和温度管理对这种方法至关重要。本系列中的所有示例都使用此表单的原型进行了验证。

公有特征与私有特征

我们用于识别本系列中的特征的128位UUID被称为蓝牙标准中的私有特性。私有特性通常仅在客户端应用程序的域中有用，并且由单个硬件/软件供应商开发的外围设备。替代方案是具有公开理解的定义的16位特征，并在蓝牙SIG中注册。

一个例子是风速：

名称:视分配风速编号:0x2A72

您可以看到更多已建立的公众特征定义在这里。还可以使用SIG注册新定义。在使用公共特性的情况下，可能的不同硬件和软件供应商之间的互操作性成为可能。RN487X模块支持公共特征。

同时控制和感觉信号

虽然这些例子都只涉及单个硬件信号，但这并不是该模块的限制。如前所述，两个RN487x模块都有多个GPIO引脚，它们可以同时使用。pin绑定脚本可以连接多个pin。NVRAM模块为多种服务和特性定义提供了空间。当然，客户机应用程序可以管理多个特征和相关事件，所有这些都在一个设备连接的范围内。

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我关于RN487x蓝牙模块的系列文章到此结束。我希望您已经有了自己尝试这些外围设备所需的东西。请在下面的评论中分享你的经验和问题。