CN1167209C - 通用蓝牙外接式模块的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微波数据传输与控制技术，即一种利用硬件电路和存储的软件程序执行状态判断、等待、数据处理和执行指令操作来进行数据/信号的发送和接收的通用外接式蓝牙模块，包括采用一蓝牙芯片，其特征在于：模块采用以下步骤建立：1)设立用于接收和发射信号的FIFO存储单元、封装有HCI指令的存储器、包括寻址、编/译码、端口控制功能的控制器、建立用户接口；2)执行写任务(发数据)；3)执行读任务(接收数据)。够很好满足用户的要求。这样设计的总体目标是把模块设计成为一个芯片级的产品，用户仅仅只需要知道给定的接口时序即可方便地使用模块，作为用户自己产品的一个功能模块。

Description

通用蓝牙外接式模块的实现方法

(一)、技术领域

本发明涉及无线通讯技术的应用，具体是一种微波数据传输与控制技术。

(二)、技术背景

蓝牙技术是一种新兴发展起来的短距离无线通讯技术，指工作频段在2.4GHz的微波。蓝牙技术目前已经广泛应用于工业、农业、公共事业等领域，以及民用消费品领域，其国际技术规范已于1998年11月制定，技术较为成熟。蓝牙作为一种新技术，目前国内外的研究基本上处于同一水平线上；国外有少数几家公司推出了蓝牙芯片；但是实现基于蓝牙技术的产品，需要遵循一整套比较复杂的协议要求和指令，一般人很难掌握。而现在还没有一种通用的蓝牙产品提供给一般的技术人员，这样现在的许多有经验的电子工程师对蓝牙技术本身很可能没有足够的了解，而同时又需要开发某种基于特殊要求的蓝牙产品，就存在很大的困难。

(三)、发明的内容

本发明的目的是设计一个通用蓝牙外接式模块。借助该蓝牙外接式模块，电子工程师可以在不熟悉蓝牙技术的情况下，通过蓝牙外接式模块给出的常规时序接口开发自己领域的产品，即用户可以把所述模块当成一块通用模块来方便地使用，实现产品的蓝牙无线通讯化。所提供蓝牙通用外接式模块具有与通用芯片类似的时序接口，并对已有的蓝牙芯片的指令重新解释和结构封装。用户依据给出的指令定义，发出自己的用户任务要求，由蓝牙外接式模块具体实现用户的要求。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是这样的：即一种利用硬件电路和存储的软件程序执行状态判断、等待、数据处理和执行指令操作来进行数据/信号的发送和接收的通用蓝牙外接式模块，包括采用一蓝牙芯片，其特征在于：模块采用以下步骤建立：

1)、设立用于接收和发射信号的FIFO存储单元、封装有HCI指令的存储器、包括寻址、编/译码、端口控制功能的控制器、建立用户接口；

2)、执行写任务(发数据)

A.状态判断：判断READY状态线是否准备好，若READY状态线准备好，即上一次指令已经执行完，则用户可以把指令、对方地址、数据量和数据依次发往FIFO，然后READY状态线置为无效；然后使指令请求线有效，启动指令请求，若READY状态线没有准备好，继续等待；

B、启动指令请求后，控制器读入指令，然后和封装有HCI程序的存储器中对应的指令相匹配，按照匹配指令翻译成HCI指令系列；

C、控制器依次执行HCI指令系列，并根据FIFO中的对方地址发送数据；

D、执行HCI指令系列完成后，FIFO被清空，READY状态线置为有效。

3)、执行读任务(接收数据)

A、接收蓝牙模块的数据，判断READY状态线，若READY状态线准备好，也就是上一次指令已经执行完，则把写指令、对方地址、接收到的数据量依次发往FIFO；然后使用户接口读请求线有效，启动指令请求由控制器控制数据读入FIFO，若READY状态线没有准备好，要求对方重发数据信息。

B、用户接口读请求线有效，则从FIFO存储器接收(读入)数据；若用户接口读请求线无效，则继续等待。

(四)、附图说明

本发明有如下附图：

附图1为本发明通用蓝牙模块的电路原理框图；

附图2为本发明实施例的电路原理图；

附图3为本发明的控制流程方框图。

参见附图1、附图2：图中的通用模块实施例采用的硬件包括蓝牙无线发射芯片IC1、蓝牙基带控制器IC2、FLASH存储器和用户接口J组成，其中，蓝牙模块IC1与控制器(IC2)的收发数据线及流控线相连接，实现蓝牙射频的发射、接收，蓝牙基带控制，蓝牙链路控制和链路管理；控制器通过HCI接口即UART异步传输接口交换指令、数据和事件。在本实施例中，采用两片8位存储器FIFO1、FIFO2作为用户板与控制器间的指令和数据缓冲接口。控制器软件接口格式规定：用户命令、对方的地址和数据以某一顺序和大小写入FIFO存储器，然后给控制器一个命令请求时序；控制器以同样的格式接收并且翻译用户的任务请求，把用户的任务请求转换为HCI指令，传送给蓝牙控制模块，蓝牙控制模块执行指令后，返回事件或数据；控制器再以规定的格式返回给用户接口，完成用户任务请求。在本实施例中，蓝牙芯片IC1可采用型号为BlueCoreTM01。

控制器IC2包括HCI指令库和接收/发送数据缓冲区，实现从用户任务请求到HCI指令、数据和事件的转化，为用户屏蔽了蓝牙协议要求。控制器可使用51系列单片机。为降低成本，减少体积，可使用其它控制器，或采用贴片元件。

用户接口J可以有多种形式，比如串口形式，数据/地址线形式或USB形式等，可以做成一个系列。使用数据/地址线的接口形式，符合大多数电子设计人员的设计习惯，简化了用户的电路设计。

控制器所采用的软件接口格式包括：

1、用户要求发射数据时，按顺序写入：指令、对方地址、自己的地址、数据个数和数据。

2、用户要求读(接收数据)时，按顺序写入：指令、对方地址、自己的地址；一定时间后再按顺序从FIFO存储器中读出指令完成情况的状态和数据。

用户接口指令形式：

规定用户写入FIFO存储器的第一个字节为用户的指令标识，也就是用来区分用户的不同任务请求。一个字节最多可以表示256条指令，足够用户使用。

采用这种数据形式的指令表示法，能够提供方便的指令升级功能，便于后续产品对前期产品的功能向下兼容。

所述状态判断包括：

1、READY状态线(模块板—用户板)

READY状态线表示模块已经准备好接收指令。低电平表示准备好。

2、指令请求线(用户板—模板)

用于向控制器提出指令请求。用户把任务请求的指令、地址和数据都写入FIFO存储器后，由指令请求线向控制器提出指令请求(一个一定宽度的高电平脉冲)。当READY状态线被拉高后表示控制器已接受请求。

3、选通线CS：用于使模块有效、被选通。

管理HCI指令的方法：

为了实现用户任务要求到HCI指令的转换，要求把HCI指令的低级语言实现做成一个数据库的形式，提供给控制器使用。为此，要求管理好这些HCI指令程序段。可以设置HCI指令程序段的管理表，采用查表法实现。

例如：地址1、2……n分别为两个字节的数据表示的是指令K执行程序段传入口地址，这样依据指令序号就可查出对应指定程序段的入口地址，然后执行对应指令。其它方法：把指令做成一个数据库，查表得出指令形式，用同一个子程序发送指令。

因为软件上封装了HCI指令，能够很好满足用户的要求。这样设计的总体目标是把模块设计成为一个芯片级的产品，用户仅仅只需要知道给定的接口时序即可方便地使用模块，作为用户自己产品的一个功能模块。

Claims (3)

1、一种利用硬件电路和存储的软件程序执行状态判断、等待、数据处理和执行指令操作来进行数据/信号的发送和接收的通用蓝牙外接式模块的实现方法，包括采用一蓝牙芯片，其特征在于：模块采用以下步骤建立：

1)、设立用于接收和发射信号的先入先出FIFO存储单元、封装有主控制器接口HCI指令的存储器、包括寻址、编/译码、端口控制功能的控制器，建立用户接口；

2)、执行写任务(发数据)：

A.状态判断：判断READY状态线是否准备好，若READY状态线准备好，即上一次指令已经执行完，则用户把指令、对方地址、数据量和数据依次发往FIFO存储单元，然后READY状态线置为无效；然后使指令请求线有效，启动指令请求，若READY状态线没有准备好，继续等待；

B、启动指令请求后，控制器读入指令，然后和封装有HCI程序的存储器中对应的指令相匹配，按照匹配指令翻译成HCI指令系列；

C、控制器依次执行HCI指令系列，并根据FIFO存储单元中的对方地址发送数据；

D、执行HCI指令系列完成后，FIFO存储单元被清空，READY状态线置为有效；

3)、执行读任务(接收数据)：

A、接收蓝牙模块的数据，判断READY状态线，若READY状态线准备好，也就是上一次指令已经执行完，则把写指令、对方地址、接收到的数据量依次发往FIFO；然后使用户接口读请求线有效，启动指令请求由控制器控制数据读入FIFO，若READY状态线没有准备好，要求对方重发数据信息；

B、用户接口读请求线有效，则从FIFO存储器接收(读入)数据；若用户接口读请求线无效，则继续等待。

2、根据权利要求1所述的通用蓝牙外接式模块的实现方法，其特征在于：硬件包括蓝牙无线发射芯片(IC1)、蓝牙基带控制器(IC2)和用户接口(J)组成，其中，蓝牙模块(IC1)与控制器(IC2)的收发数据线及流控线相连接，实现蓝牙射频的发射、接收、蓝牙基带控制、蓝牙链路控制和链路管理；控制器通过HCI接口即UART异步传输接口交换指令、数据和事件。

3、根据权利要求2所述的通用蓝牙外接式模块的实现方法，其特征在于：控制器所采用的软件接口格式包括：

1)、用户要求发射数据时，按顺序写入：指令、对方地址、自己的地址、数据个数和数据；

2)、用户要求读(接收数据)时，按顺序写入：指令、对方地址、自己的地址；一定时间后再按顺序从FIFO存储器中读出指令完成情况的状态和数据；

3)用户接口指令形式是：规定用户写入FIFO存储器的第一个字节为用户的指令标识，也就是用来区分用户的不同任务请求。

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