Android 蓝牙 传感器 蓝牙传感器原理

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蓝牙芯片nRF51822开发系列（二）：UART及内置温度传感器详解与使用

• 前言（文章末尾获取工程源码）
• 一、UART详解

• 1.UART结构
• 2.寄存器

• 二、使用步骤（在上一篇文章的工程基础下）

• 1.初始化
• 2.发送和接收数据
• 3.测试
• 4.使用printf打印

• 三、内置温度传感器
• 四、获取工程源码

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前言（文章末尾获取工程源码）

通用异步收发传输器(UART),是SoC重要的通信方式。不仅能用来开发调试，甚至还可以做成透传功能。本次结合nRF51822内置的温度传感器进行实验。

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一、UART详解

1.UART结构

上图为nRF51822的UART结构图。nRF51822没有固定的引脚，故使用时需要指定4个物理管脚，包括TXD,RXD,CTS,RTS。RXD接收端有6个字节的FIFO缓存，CTS和RTS用于流量控制，当RXD的FIFO即将溢出时，防止因为溢出造成数据丢失，RTS会输出相应的电平信号通知发送方。CTS作用同理，由于在实际应用中很少使用，故将CTS和RTS置0xFFFFFFFF，使其失能。

2.寄存器

寄存器详解：

• STARTTX（STARTRX）：开始发送（接收）任务；
• STOPTX（STOPRX）：停止发送（接收）任务；
• PSELRTS（PSELRTS）：置0xFFFFFFFF，失能；
• PSELTXD（PSELRXD）：取值[0…31]，指定物理管脚；
• TXDRDY、RXDRDY：TXD每写入一字节数据，就会产生TXDRDY事件；有数据进入到RXD，就会产生RXDRDY事件。

二、使用步骤（在上一篇文章的工程基础下）

1.初始化

初始化需要设置管脚的GPIO方向和相关寄存器，如下图。

无中断方式：

void uart_init(){
	
	nrf_gpio_cfg_input(UART_RX, NRF_GPIO_PIN_NOPULL);
	nrf_gpio_cfg_output(UART_TX);		//设置管脚方向
	
	NRF_UART0->PSELRXD = UART_RX;
	NRF_UART0->PSELTXD = UART_TX;
	NRF_UART0->PSELRTS = 0XFFFFFFFF;
	NRF_UART0->PSELCTS = 0XFFFFFFFF;	//指定物理管脚
	
	NRF_UART0->BAUDRATE = UART_BAUDRATE_BAUDRATE_Baud115200;	//设置波特率
	NRF_UART0->CONFIG = 0;		//无流量控制
	
	NRF_UART0->EVENTS_RXDRDY = 0;
	NRF_UART0->EVENTS_TXDRDY = 0;		//清除事件

	NRF_UART0->ENABLE = 4;		//使能UART
	
	NRF_UART0->TASKS_STARTRX  = 1;
	NRF_UART0->TASKS_STARTTX = 1;		//开始任务
	
}

中断方式：

void uart_irq_init(){
	
	nrf_gpio_cfg_input(UART_RX, NRF_GPIO_PIN_NOPULL);
	nrf_gpio_cfg_output(UART_TX);
	
	NRF_UART0->PSELRXD = UART_RX;
	NRF_UART0->PSELTXD = UART_TX;
	NRF_UART0->PSELRTS = 0XFFFFFFFF;
	NRF_UART0->PSELCTS = 0XFFFFFFFF;
	
	NRF_UART0->BAUDRATE = UART_BAUDRATE_BAUDRATE_Baud115200;
	NRF_UART0->CONFIG = 0;
	
	NRF_UART0->EVENTS_RXDRDY = 0;
	NRF_UART0->EVENTS_TXDRDY = 0;

	NRF_UART0->INTENSET = 1 << 2;	//开启接收中断
	
	NRF_UART0->ENABLE = 4;	
	NRF_UART0->TASKS_STARTRX  = 1;
	NRF_UART0->TASKS_STARTTX = 1;
	
	NVIC_SetPriority(UART0_IRQn, 1);
    NVIC_ClearPendingIRQ(UART0_IRQn);
    NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);		//系统开启中断
}

2.发送和接收数据

需要注意的是，无论发送和接收，都要把TXDRDY或RXDRDY事件清除。

void uart_send_byte(uint8_t data ){
	
	NRF_UART0->EVENTS_TXDRDY = 0;
	NRF_UART0->TXD = data;
	while(NRF_UART0->EVENTS_TXDRDY == 0);
}

uint8_t uart_recive_byte(uint8_t *data)
{
	
	if(NRF_UART0->EVENTS_RXDRDY != 0){
	NRF_UART0->EVENTS_RXDRDY = 0;	

	*data = (uint8_t)NRF_UART0->RXD;
	return 1;
	}
	return 0;
}

3.测试

无中断方式：

int main(){
	
	uart_init();
	
	char data[] = "程序猿Aki";

	while(1){
		
		
		for(int i = 0; data[i]!='\0';i++)
		uart_send_byte(data[i]);
		
		nrf_delay_ms(1000);


		
	}
}

中断方式：以接收为中断，接收到一个数据就发送这个数据。

int main(){

	uart_irq_init();
	
	while(1){	
		nrf_delay_ms(1000);		
	}
}

//中断处理函数
void UART0_IRQHandler(){
	uint8_t	str;
	if(uart_recive_byte(&str))
		uart_send_byte(str);
}

4.使用printf打印

重定向fputc函数，串口发送更方便。

int fputc(int ch, FILE *f)
{
     uart_send_byte((unsigned char) ch);
      return (ch);
}

三、内置温度传感器

启动START任务开始测量，STOP任务停止测量。测量完成后，产生DATARDY事件，表明数据已经在TEMP寄存器准备好。使用HFCLK为时钟源时测量更加精确。测量完成后，传感器模拟电路自动关闭节省功耗。所以开始一次START任务，只会测量一次，测量完成后自动关闭。下次测量需要重新开启START任务。

精度为0.25摄氏度，最后结果需要乘以 0.25。

void temp_read(){
	int32_t temp; 
	
	NRF_TEMP->TASKS_START = 1;
	
	while(NRF_TEMP->EVENTS_DATARDY == 0);
	
	temp = NRF_TEMP->TEMP;
	
	printf("temp = %d °C",temp/4);
}