Nordic nRF52840 低功耗蓝牙BLE 5.0新手入门指南_001-----从机入门实例ble_app_uart

1 开发环境及工具

项目	名称
开发环境	Windows 10 Enterprise v1809
开发工具	MDK-ARM v5.26
SDK版本	nRF5_SDK_15.2.0_9412b96
开发板	红旭无线nRF52840/ESP32 mini开发板
J-link	黑色砖头J-link
nRFgo Studio	下载最新版本的nRFgo Studio（安装时不要安装nRF5x-Command-Line-Tools，版本太旧）
nRF5x-Command-Line-Tools	安装最新版本的nRF5x-Command-Line-Tools（安装时会弹出安装J-link驱动，安装即可，如有老版的J-link驱动，请先卸载在安装）
Python 2.7.13	安装时请选择添加到环境变量（小于2.7.9版本好像安装时没有选项，需要手动添加环境变量）
nrfutil	windows命令行输入pip install nrfutil后回车（如果Python安装成功并添加环境变量）

2 从机入门实例------ble_app_uart

工程位置： G:_03_project_manager\nRF5_SDK_15.2.0_9412b96\examples\ble_peripheral\ble_app_uart_bt5_0\pca10056\s140\arm5_no_packs\ble_app_uart_pca10056_s140.uvprojx

第一次打开工程会弹出安装NordicSemiconductor::nRF_DeviceFamilyPack依赖包的界面，由于网络问题可能会弹出重试的选项卡，选择继续就可以了（可能会多次出现，如果还是不行就等一段时间或者去Keil官网下载对应的包SDK15.2对应8.17.0依赖包）

2.1 修改时钟（一般项目都没有外部低速时钟32.768kHz)

大部分nRF51840项目开发原理图中只接了外部高速时钟32MHz，没有接外部低速时钟32.768kHz，官方nRF52840开发板上是有外部低速时钟，在sdk_config.h中修改时钟宏定义，如下所示：

• 代码方式修改

#ifndef NRF_SDH_CLOCK_LF_SRC
#define NRF_SDH_CLOCK_LF_SRC 0
#endif

#ifndef NRF_SDH_CLOCK_LF_RC_CTIV
#define NRF_SDH_CLOCK_LF_RC_CTIV 16
#endif

#ifndef NRF_SDH_CLOCK_LF_RC_TEMP_CTIV
#define NRF_SDH_CLOCK_LF_RC_TEMP_CTIV 2
#endif

#ifndef NRF_SDH_CLOCK_LF_ACCURACY
#define NRF_SDH_CLOCK_LF_ACCURACY 1
#endif

工程配置方式修改

注意：

• MDK-ARM版本太低时不支持HTML格式编辑（即没有Configuration Wizard选项卡），需要通过上面代码方式修改。
• 在修改数字的时候不要输入非法字符，有时看上去没有实际有，这时编译会报错莫名其妙的错误。

2.2 RTT打印颜色和Level修改

修改sdk_config.h打印相关的宏定义，工程配置加入DEBUG项，如下所示：

#ifndef NRF_LOG_DEFAULT_LEVEL
#define NRF_LOG_DEFAULT_LEVEL 4
#endif

#ifndef NRF_LOG_DEFERRED
#define NRF_LOG_DEFERRED 0
#endif

#ifndef NRF_LOG_USES_COLORS
#define NRF_LOG_USES_COLORS 1
#endif

#ifndef NRF_LOG_COLOR_DEFAULT
#define NRF_LOG_COLOR_DEFAULT 7
#endif

#ifndef NRF_SDH_BLE_LOG_LEVEL
#define NRF_SDH_BLE_LOG_LEVEL 4
#endif

#ifndef NRF_SDH_LOG_LEVEL
#define NRF_SDH_LOG_LEVEL 4
#endif

#ifndef NRF_SDH_SOC_LOG_LEVEL
#define NRF_SDH_SOC_LOG_LEVEL 4
#endif

2.3 屏蔽UART、Button、LED功能并持续广播（默认3分钟后停止广播）

项目中可能不需要用到UART（UART功耗比较高），需要在“sdk_config.h—>Configuration Wizard—>nRF_Drivers—>对应的宏”中关闭UART控制宏。

• 不让bsp.c、bsp_btn_ble.c、nrf_drv_uart.c、nrfx_uart.c、nrfx_uarte.c、app_uart_fifo.c、retarget.c七个文件进行编译(对应的文件上右击鼠标选择“Options for File “nrf_drv_uart.c”…”选项，去掉"Include int Target Build"选项。

• main.c文件中main函数中注释掉bool erase_bonds、uart_init()、buttons_leds_init(&erase_bonds)和printf("\r\nUART started.\r\n")四行代码

int main(void)
{
    //bool erase_bonds;

    // Initialize.
    //uart_init();
    log_init();
    timers_init();
    //buttons_leds_init(&erase_bonds);
    power_management_init();
    ble_stack_init();
    gap_params_init();
    gatt_init();
    services_init();
    advertising_init();
    conn_params_init();

    // Start execution.
    //printf("\r\nUART started.\r\n");
    NRF_LOG_INFO("Debug logging for UART over RTT started.");
    advertising_start();

    // Enter main loop.
    for (;;)
    {
        idle_state_handle();
    }
}

• main.c文件中屏蔽uart_init()，uart_event_handle()两个函数的定义

/*******这里开始屏蔽***********/
#if 0
/**@brief   Function for handling app_uart events.
 *
 * @details This function will receive a single character from the app_uart module and append it to
 *          a string. The string will be be sent over BLE when the last character received was a
 *          'new line' '\n' (hex 0x0A) or if the string has reached the maximum data length.
 */
/**@snippet [Handling the data received over UART] */
void uart_event_handle(app_uart_evt_t * p_event)
{
    static uint8_t data_array[BLE_NUS_MAX_DATA_LEN];
    static uint8_t index = 0;
    uint32_t       err_code;

    switch (p_event->evt_type)
    {
        case APP_UART_DATA_READY:
            UNUSED_VARIABLE(app_uart_get(&data_array[index]));
            index++;

            if ((data_array[index - 1] == '\n') ||
                (data_array[index - 1] == '\r') ||
                (index >= m_ble_nus_max_data_len))
            {
                if (index > 1)
                {
                    NRF_LOG_DEBUG("Ready to send data over BLE NUS");
                    NRF_LOG_HEXDUMP_DEBUG(data_array, index);

                    do
                    {
                        uint16_t length = (uint16_t)index;
                        err_code = ble_nus_data_send(&m_nus, data_array, &length, m_conn_handle);
                        if ((err_code != NRF_ERROR_INVALID_STATE) &&
                            (err_code != NRF_ERROR_RESOURCES) &&
                            (err_code != NRF_ERROR_NOT_FOUND))
                        {
                            APP_ERROR_CHECK(err_code);
                        }
                    } while (err_code == NRF_ERROR_RESOURCES);
                }

                index = 0;
            }
            break;

        case APP_UART_COMMUNICATION_ERROR:
            APP_ERROR_HANDLER(p_event->data.error_communication);
            break;

        case APP_UART_FIFO_ERROR:
            APP_ERROR_HANDLER(p_event->data.error_code);
            break;

        default:
            break;
    }
}
/**@snippet [Handling the data received over UART] */


/**@brief  Function for initializing the UART module.
 */
/**@snippet [UART Initialization] */
static void uart_init(void)
{
    uint32_t                     err_code;
    app_uart_comm_params_t const comm_params =
    {
        .rx_pin_no    = RX_PIN_NUMBER,
        .tx_pin_no    = TX_PIN_NUMBER,
        .rts_pin_no   = RTS_PIN_NUMBER,
        .cts_pin_no   = CTS_PIN_NUMBER,
        .flow_control = APP_UART_FLOW_CONTROL_DISABLED,
        .use_parity   = false,
#if defined (UART_PRESENT)
        .baud_rate    = NRF_UART_BAUDRATE_115200
#else
        .baud_rate    = NRF_UARTE_BAUDRATE_115200
#endif
    };

    APP_UART_FIFO_INIT(&comm_params,
                       UART_RX_BUF_SIZE,
                       UART_TX_BUF_SIZE,
                       uart_event_handle,
                       APP_IRQ_PRIORITY_LOWEST,
                       err_code);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
}
/**@snippet [UART Initialization] */
#endif
/*******这里结束屏蔽***********/

• main.c文件中屏蔽buttons_leds_init()和bsp_event_handler()两个函数的定义

/*******这里开始屏蔽***********/
#if 0
/**@brief Function for handling events from the BSP module.
 *
 * @param[in]   event   Event generated by button press.
 */
void bsp_event_handler(bsp_event_t event)
{
    uint32_t err_code;
    switch (event)
    {
        case BSP_EVENT_SLEEP:
            sleep_mode_enter();
            break;

        case BSP_EVENT_DISCONNECT:
            err_code = sd_ble_gap_disconnect(m_conn_handle, BLE_HCI_REMOTE_USER_TERMINATED_CONNECTION);
            if (err_code != NRF_ERROR_INVALID_STATE)
            {
                APP_ERROR_CHECK(err_code);
            }
            break;

        case BSP_EVENT_WHITELIST_OFF:
            if (m_conn_handle == BLE_CONN_HANDLE_INVALID)
            {
                err_code = ble_advertising_restart_without_whitelist(&m_advertising);
                if (err_code != NRF_ERROR_INVALID_STATE)
                {
                    APP_ERROR_CHECK(err_code);
                }
            }
            break;

        default:
            break;
    }
}
#endif
/*******这里结束屏蔽***********/

/*******这里开始屏蔽***********/
#if 0
/**@brief Function for initializing buttons and leds.
 *
 * @param[out] p_erase_bonds  Will be true if the clear bonding button was pressed to wake the application up.
 */
static void buttons_leds_init(bool * p_erase_bonds)
{
    bsp_event_t startup_event;

    uint32_t err_code = bsp_init(BSP_INIT_LEDS | BSP_INIT_BUTTONS, bsp_event_handler);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    err_code = bsp_btn_ble_init(NULL, &startup_event);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    *p_erase_bonds = (startup_event == BSP_EVENT_CLEAR_BONDING_DATA);
}
#endif
/*******这里结束屏蔽***********/

• 注释掉nus_data_handler()函数中UART发送部分，如下所示：

static void nus_data_handler(ble_nus_evt_t * p_evt)
{

    if (p_evt->type == BLE_NUS_EVT_RX_DATA)
    {
        //uint32_t err_code;

        NRF_LOG_DEBUG("Received data from BLE NUS. Writing data on UART.");
        NRF_LOG_HEXDUMP_DEBUG(p_evt->params.rx_data.p_data, p_evt->params.rx_data.length);
	#if 0
        for (uint32_t i = 0; i < p_evt->params.rx_data.length; i++)
        {
            do
            {
                err_code = app_uart_put(p_evt->params.rx_data.p_data[i]);
                if ((err_code != NRF_SUCCESS) && (err_code != NRF_ERROR_BUSY))
                {
                    NRF_LOG_ERROR("Failed receiving NUS message. Error 0x%x. ", err_code);
                    APP_ERROR_CHECK(err_code);
                }
            } while (err_code == NRF_ERROR_BUSY);
        }
        if (p_evt->params.rx_data.p_data[p_evt->params.rx_data.length - 1] == '\r')
        {
            while (app_uart_put('\n') == NRF_ERROR_BUSY);
        }
	#endif
    }

}

• main.c文件中屏蔽bsp_indication_set（包含后面一行的APP_ERROR_CHECK的调用）函数的调用并在对应位置加上相应的打印。

static void ble_evt_handler(ble_evt_t const * p_ble_evt, void * p_context)
{
    uint32_t err_code;

    switch (p_ble_evt->header.evt_id)
    {
        case BLE_GAP_EVT_CONNECTED:
            NRF_LOG_INFO("Connected");
            /*****屏蔽下面两行*************************/
            //err_code = bsp_indication_set(BSP_INDICATE_CONNECTED);
            //APP_ERROR_CHECK(err_code);
            m_conn_handle = p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle;
            err_code = nrf_ble_qwr_conn_handle_assign(&m_qwr, m_conn_handle);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
            break;

        case BLE_GAP_EVT_DISCONNECTED:
            NRF_LOG_INFO("Disconnected");
            // LED indication will be changed when advertising starts.
            m_conn_handle = BLE_CONN_HANDLE_INVALID;
            break;

        case BLE_GAP_EVT_PHY_UPDATE_REQUEST:
        {
            NRF_LOG_DEBUG("PHY update request.");
            ble_gap_phys_t const phys =
            {
                .rx_phys = BLE_GAP_PHY_AUTO,
                .tx_phys = BLE_GAP_PHY_AUTO,
            };
            err_code = sd_ble_gap_phy_update(p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle, &phys);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
        } break;

        case BLE_GAP_EVT_SEC_PARAMS_REQUEST:
            // Pairing not supported
            err_code = sd_ble_gap_sec_params_reply(m_conn_handle, BLE_GAP_SEC_STATUS_PAIRING_NOT_SUPP, NULL, NULL);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
            break;

        case BLE_GATTS_EVT_SYS_ATTR_MISSING:
            // No system attributes have been stored.
            err_code = sd_ble_gatts_sys_attr_set(m_conn_handle, NULL, 0, 0);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
            break;

        case BLE_GATTC_EVT_TIMEOUT:
            // Disconnect on GATT Client timeout event.
            err_code = sd_ble_gap_disconnect(p_ble_evt->evt.gattc_evt.conn_handle,
                                             BLE_HCI_REMOTE_USER_TERMINATED_CONNECTION);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
            break;

        case BLE_GATTS_EVT_TIMEOUT:
            // Disconnect on GATT Server timeout event.
            err_code = sd_ble_gap_disconnect(p_ble_evt->evt.gatts_evt.conn_handle,
                                             BLE_HCI_REMOTE_USER_TERMINATED_CONNECTION);
            APP_ERROR_CHECK(err_code);
            break;

        default:
            // No implementation needed.
            break;
    }
}

这里把sleep_mode_enter()也屏蔽掉。

static void on_adv_evt(ble_adv_evt_t ble_adv_evt)
{
    uint32_t err_code;

    switch (ble_adv_evt)
    {
        case BLE_ADV_EVT_FAST:
			NRF_LOG_INFO("BLE_ADV_EVT_FAST");
			/*****屏蔽下面2行,并加打印*************************/
            //err_code = bsp_indication_set(BSP_INDICATE_ADVERTISING);
            //APP_ERROR_CHECK(err_code);
            break;
        case BLE_ADV_EVT_IDLE:
			NRF_LOG_INFO("BLE_ADV_EVT_IDLE");
			/*****屏蔽下面1行,并加打印*************************/
            //sleep_mode_enter();
            break;
        default:
            break;
    }
}

• 修改广播flags为BLE_GAP_ADV_FLAGS_LE_ONLY_GENERAL_DISC_MOD，广播持续时间为APP_ADV_DURATION=0（0表示一直广播）。

#define APP_ADV_DURATION                0                                       /**< The advertising duration (180 seconds) in units of 10 milliseconds. */

static void advertising_init(void)
{
    uint32_t               err_code;
    ble_advertising_init_t init;

    memset(&init, 0, sizeof(init));

    init.advdata.name_type          = BLE_ADVDATA_FULL_NAME;
    init.advdata.include_appearance = false;
    init.advdata.flags              = BLE_GAP_ADV_FLAGS_LE_ONLY_GENERAL_DISC_MODE;

    init.srdata.uuids_complete.uuid_cnt = sizeof(m_adv_uuids) / sizeof(m_adv_uuids[0]);
    init.srdata.uuids_complete.p_uuids  = m_adv_uuids;

    init.config.ble_adv_fast_enabled  = true;
    init.config.ble_adv_fast_interval = APP_ADV_INTERVAL;
    init.config.ble_adv_fast_timeout  = APP_ADV_DURATION;
    init.evt_handler = on_adv_evt;

    err_code = ble_advertising_init(&m_advertising, &init);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    ble_advertising_conn_cfg_tag_set(&m_advertising, APP_BLE_CONN_CFG_TAG);
}

• main.c文件中屏蔽sleep_mode_enter函数的定义

/********这里开始屏蔽***************/
#if 0
/**@brief Function for putting the chip into sleep mode.
 *
 * @note This function will not return.
 */
static void sleep_mode_enter(void)
{
    uint32_t err_code = bsp_indication_set(BSP_INDICATE_IDLE);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    // Prepare wakeup buttons.
    err_code = bsp_btn_ble_sleep_mode_prepare();
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    // Go to system-off mode (this function will not return; wakeup will cause a reset).
    err_code = sd_power_system_off();
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
}
/********这里结束屏蔽***************/
#endif

2.5 连接硬件+烧录程序

• nRF52832开发板的VCC、SWD、SCK、GND的四根线与J-link相连，J-link通过USB接口与电脑相连，如下图所示：
  

• 打开nRFgo Studio整片擦除nRF52832程序，并烧录目录\nRF5_SDK_15.2.0_9412b96\components\softdevice\s132\hex\下的132协议栈，如下图所示：

• 开J-link RTT Viewer程序，如下图所示：
  

• 通过MDK-ARM5.26烧录application程序，查看打印信息，如下图所示：
  

2.6 Android手机发送数据

2.6.1 下载nRF UART软件

Android手机在Google Play下载nRF UART v2.0（注意有墙）软件，打开：

2.6.2 手机搜索设备

打开后如果蓝牙时关闭的会弹出一个允许蓝牙权限的对话框，点击允许，然后点Connect开始搜索蓝牙设备，如下图所示：
注意：我的手机开了夜间模式，所以看上去全黑色的背景。

2.6.3 手机连接设备

点击Nordic_UART（刚刚烧录程序的设备名就叫这个，main.c里面有定义）

#define DEVICE_NAME                     "Nordic_UART"                               /**< Name of device. Will be included in the advertising data. */

2.6.4 连接成功

• 设备端打印显示连接成功，如下图，设备的打印信息。

• 手机端显示连接成功， 并在发送蓝输入准备发送的数据，如下图所示：

2.6.5 发送数据到蓝牙设备

点击发送按钮，显示蓝显示已发送数据

2.6.6 数据接收成功

设备端打印信息显示已经收到刚刚从手机端发送过来的数据

写博客不容易，需要大家多多支持。想了解更多，本人也可以提供有赏服务