STMicroelectronics 系列:STM32L5 系列 (低功耗)_25.低功耗蓝牙和无线通信.docxVIP

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25.低功耗蓝牙和无线通信

25.1低功耗蓝牙(BluetoothLowEnergy,BLE)概述

低功耗蓝牙(BluetoothLowEnergy,BLE)是一种无线通信技术,专为低功耗设备设计。与经典蓝牙相比,BLE在功耗、成本和复杂性方面都有显著的改进,使其非常适合在物联网(IoT)和可穿戴设备等应用中使用。STM32L5系列单片机集成了BLE功能,使其成为开发低功耗蓝牙应用的理想选择。

25.1.1BLE工作模式

BLE设备通常有以下几种工作模式:

广告模式(AdvertisingMode):设备广播其存在和可连接性,以吸引其他设备进行连接。

扫描模式(ScanningMode):设备扫描周围广播的设备,获取其广播数据。

连接模式(ConnectionMode):设备之间建立连接,进行数据交换。

睡眠模式(SleepMode):设备在不活动时进入低功耗状态,以节省能量。

25.1.2BLE协议栈

BLE协议栈分为多个层次,包括物理层(PHY)、链接层(LinkLayer)、主机控制接口(HCI)、逻辑链路控制和适应协议(L2CAP)、属性协议(ATT)、通用属性配置文件(GATT)和安全管理层(SM)。

物理层(PHY):负责射频信号的发送和接收。

链接层(LinkLayer):管理设备之间的连接和数据传输。

主机控制接口(HCI):提供上层软件与硬件之间的接口。

逻辑链路控制和适应协议(L2CAP):提供多路复用和分段重组功能。

属性协议(ATT):定义了属性的读写操作。

通用属性配置文件(GATT):提供了访问和管理属性的标准方法。

安全管理层(SM):负责设备之间的安全连接和数据加密。

25.2STM32L5系列的BLE功能

STM32L5系列单片机集成了BLE功能,支持Bluetooth5.0标准。这使得开发人员可以轻松地在设备中添加BLE通信功能,而无需外接额外的无线模块。

25.2.1硬件支持

STM32L5系列单片机的BLE功能由内置的无线模块实现,该模块支持以下特性:

多通道支持:支持多个BLE通道,实现多设备同时通信。

低功耗模式:支持多种低功耗模式,如睡眠模式和深度睡眠模式,以延长电池寿命。

高速数据传输:支持高达2Mbit/s的传输速率。

安全连接:支持AES-128加密和安全连接功能。

25.2.2软件支持

STM32L5系列单片机提供了丰富的软件支持,包括:

STM32CubeMX:用于初始化单片机和配置外设的图形化工具。

STM32CubeFirmwarePackage:包含BLE协议栈和示例代码的固件包。

HAL库:提供高级抽象层(HardwareAbstractionLayer)库,简化外设编程。

25.3BLE应用开发

25.3.1使用STM32CubeMX配置BLE

打开STM32CubeMX:启动STM32CubeMX并选择STM32L5系列单片机。

配置时钟:根据应用需求配置系统时钟。

启用BLE外设:在“Connectivity”选项卡中启用BLE外设。

生成初始化代码:点击“Project”-“GenerateCode”生成初始化代码。

25.3.2初始化BLE

在生成的初始化代码中,需要进一步配置BLE协议栈。以下是一个简单的初始化示例:

//包含必要的头文件

#includestm32l5xx_hal.h

#includeble.h

#includeble_gap.h

#includeble_gatt.h

//定义BLE句柄

staticBLE_HandleTypeDefhble;

//初始化BLE

voidBLE_Init(void){

//初始化BLE句柄

hble.Instance=BLE1;

hble.Init.Use_TXDMA=DISABLE;

hble.Init.Use_RXDMA=DISABLE;

hble.Init.Adv_Mode=BLE_ADV_MODE_LOW_DUTY;

//初始化BLE

if(HAL_BLE_Init(hble)!=HAL_OK){

//初始化失败

Error_Handler();

}

//配置BLE广告参数

BLE_Gap_Advertising_Par

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