控制器|从零开始的nrf52832蓝牙开发--蓝牙协议基础控制器

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片

想要进行蓝牙开发，第一步肯定要对蓝牙协议有所了解。除了要对蓝牙的一些专业术语有所熟悉，还应该对蓝牙协议每层功能有一定认知。

概略图：

物理层（PHY）：
调制、解调方式，工作频段（2402-2480MHZ），通信速率等控制。
链路层（LL）：
负责广播、扫描、建立连接、维护连接等，展开来讲比如广播间隔、数据重传、接收发送等待超时等设置最后都在这一层中被实际应用。

链路层的五种状态：就绪态、广播态、扫描态、发起态、连接态。状态机如下：蓝牙每个信道为2MHZ ，所以一共40个信道，其中2402、2426、2480MHZ为广播信道，其余为数据信道。广播时在三个广播信道循环跳转，连接后在数据信道循环跳转。
主机与控制器接口（HCI）：
此层可选，是连接主机（Host）和控制器（Controller）之间的桥梁。主机与控制器之间可以使用USB、UART等通信， HCI规定了一系列的通信标准协议。但像52832这种芯片是没有HCI的， Host和Controller被设计在一个芯片内，他们直接通过调用接口API通信。
逻辑链路控制和协议适配（L2CAP）：
1.协议或通道的多路复用
2.上层应用数据（L2CAP Service Data Units ， SDUs）的分割（和重组），生成协议数据单元（L2CAP Packet Data Units ， PDUs），以满足用户数据传输对延时的要求，并便于后续的重传、流控等机制的实现
3.基于L2CAP Channel的流控机制
4.错误控制和重传机制
5.支持流式传输（如音频、视频等，不需要重传或者只需要有限重传）
6.协议数据单元（PDUs）的分片（和重组），生成符合Link Layer传输要求的数据片（长度不超过251）
7.Qos服务
安全管理层（SMP）：

管理蓝牙连接的安全性，主要负责密钥分发与配对。支持如下命令：属性协议（ATT）：

协议两个字画重点，什么是协议？就是一种约定，两个设备要交互数据，数据按照什么顺序发，每个字节代表什么意思，这就是协议。所以ATT就是规定了两个蓝牙设备之间通信的一个协议。属性协议肯定是关于属性的协议，属性其实就是一种数据格式：上图就是一条属性，它由以下几个部分组成：Attribute Type：
属性类型，用UUID表示，分为四大类：
1.Primary Service（首要服务项）
2.Secondary Service（次要服务项）
3.Include（包含服务项）
4.Characteristic（特征值）
uuid对应属性类型划分：
0x1800 – 0x26FF ：服务项类型
0x2700 – 0x27FF ：单位
0x2800 – 0x28FF ：属性类型
0x2900 – 0x29FF ：描述符类型
0x2A00 – 0x7FFF ：特征值类型
实际数据可以参考下一节GATT的图片。
Attribute Handle：
属性句柄，如果设备上有两个类型一样的肯定需要一个标识来区分，属性句柄就是每个属性的唯一标识。它由系统分配。
Attribute Value：
属性的值，如果该属性是服务项类型或者是特征值声明类型，那么它的属性值就是UUID等信息。如果是普通的特征值，则属性值是用户的数据。属性值需要预留空间以保存用户数据。为了方便理解，我们可以将属性值的空间看做I2C的数据空间，操作特征值里的用户数据，就是对那块内存空间进行读写。

Attribute Permissions：属性权限，主要有一下四类：访问权限（Access Permission）- 只读、只写、读写加密权限（Encryption Permission） – 加密、不加密认证权限（Authentication Permission） – 需要认证、无需认证授权权限（Authorization Permission） – 需要授权、无需授权操作属性的指令：通用属性配置文件（GATT）：

它规定了属性的组织方式，一个profile由若干个service组成，而一个service又由若干characteristic组成， characteristic又是由声明、数值和描述符组成。整体结构：通用访问配置文件（GAP）：
1.定义了GAP层角色：
蓝牙协议不同层中对角色的定义互不干扰。