蓝牙传输介质Transport UART H4（RS232）介绍

时间 2020-07-26 标签蓝牙传输介质 transport uart h4 rs232 介绍

一. 声明

本专栏文章咱们会以连载的方式持续更新，本专栏计划更新内容以下：git

第一篇:蓝牙综合介绍，主要介绍蓝牙的一些概念，产生背景，发展轨迹，市面蓝牙介绍，以及蓝牙开发板介绍。github

第二篇:Transport层介绍,主要介绍蓝牙协议栈跟蓝牙芯片以前的硬件传输协议,好比基于UART的H4,H5,BCSP，基于USB的H2等架构

第三篇:传统蓝牙controller介绍，主要介绍传统蓝牙芯片的介绍，包括射频层（RF），基带层（baseband），链路管理层（LMP）等学习

第四篇:传统蓝牙host介绍，主要介绍传统蓝牙的协议栈，好比HCI,L2CAP,SDP,RFCOMM,HFP,SPP,HID,AVDTP,AVCTP,A2DP,AVRCP,OBEX,PBAP,MAP等等一系列的协议吧。ui

第五篇：低功耗蓝牙controller介绍，主要介绍低功耗蓝牙芯片，包括物理层（PHY），链路层（LL）spa

第六篇：低功耗蓝牙host介绍，低功耗蓝牙协议栈的介绍，包括HCI,L2CAP,ATT,GATT,SM等.net

第七篇：蓝牙芯片介绍，主要介绍一些蓝牙芯片的初始化流程，基于HCI vendor command的扩展code

第八篇：附录，主要介绍以上经常使用名词的介绍以及一些特殊流程的介绍等。orm

另外，开发板以下所示，对于想学习蓝牙协议栈的最好人手一套。以便更好的学习蓝牙协议栈，相信我，学完这一套视频你将拥有修改任何协议栈的能力（好比Linux下的bluez，Android下的bluedroid）。视频

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CSDN学院连接（进入选择你想要学习的课程）：https://edu.csdn.net/lecturer/5352?spm=1002.2001.3001.4144

蓝牙交流扣扣群：970324688

Github代码：https://github.com/sj15712795029/bluetooth_stack

入手开发板：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22329603896.18.5aeb41f973iStr&id=622836061708

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

二. 前言

首先在介绍如下内容以前，咱们先来介绍下咱们的CSDN课程，如下介绍内容都会在 CSDN课程手把手教你蓝牙协议栈入门（点击我）中第二小节介绍。

三. Transport H4介绍

1. 概念介绍

整个Transport在蓝牙架构中的位置以下图红框位置：

蓝牙Transport就是蓝牙的硬件发送协议，硬件的传输介质有：UART/USB/SDIO，那么Transport就是在特定的硬件传输介质上增长了一些协议，好比咱们本节将的H4就是在UART上增长了一个小协议，H4算是最简单的一个协议，只是在数据前面加一个Type，了解过蓝牙HCI的通常都会知道蓝牙协议栈（Host）跟芯片（Controller）通常是经过HCI数据来沟通，那么H4就是在HCI数据前面加上一个TYPE。一共有5中type,以下：

1）HCI COMMAND:由蓝牙协议栈发送给芯片的命令

2）HCI EVENT:由蓝牙芯片上报给蓝牙协议栈的事件

3）HCI ACL:蓝牙协议栈跟蓝牙芯片双向交互的普通数据

4）HCI SCO:蓝牙芯片跟蓝牙协议栈双向交互的通话/语音识别等音频数据

5）HCI ISO（这部分是在core5.2才添加）:用于发送LE audio

在Core文档截图以下：

交互数据格式为：

因此咱们看下代码在这部分的实现：

1）经过宏配置协议栈的TRANSPORT type，能够看到如下代码是配置的H4

/** BT_PBUF_TRANSPORT_H2 = 0x01,BT_PBUF_TRANSPORT_H4 = 0x02,BT_PBUF_TRANSPORT_H5 = 0x03,BT_PBUF_TRANSPORT_BCSP = 0x04,*/

#define BT_TRANSPORT_TYPE 0x02

2）举例说明HCI reset发送（HCI raw data为0x03 0x0c 0x00）

err_t hci_reset(void)
{
    struct bt_pbuf_t *p;
    
    /* 申请Transport的buffer，比HCI数据多了一个byte */
    if((p = bt_pbuf_alloc(BT_TRANSPORT_TYPE, HCI_RESET_PLEN, BT_PBUF_RAM)) == NULL)
    {
        BT_HCI_TRACE_ERROR("ERROR:file[%s],function[%s],line[%d] bt_pbuf_alloc fail\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);

        return BT_ERR_MEM;
    }

    /* Assembling command packet */
    p = hci_cmd_ass(p, HCI_RESET, HCI_HOST_C_N_BB, HCI_RESET_PLEN);
    pcb->timer = utimer_create(HCI_RESET_TIMEOUT, hci_reset_timeout, 0);
    /* Assembling cmd prameters */

    /* 发送HCI raw data在底层处理增长了1个byte */
    phybusif_output(p, p->tot_len,PHYBUSIF_PACKET_TYPE_CMD);
    bt_pbuf_free(p);

    return BT_ERR_OK;
}

3）到了Transport的处理

void phybusif_output(struct bt_pbuf_t *p, uint16_t len,uint8_t packet_type)
{
    /* 后退1个byte */
	bt_pbuf_header(p, 1);

    /* 填写上type */
	((uint8_t *)p->payload)[0] = packet_type;


    uint8_t *tx_buffer = bt_get_tx_buffer();
    bt_pbuf_copy_partial(p, tx_buffer, p->tot_len, 0);

    BT_TRANSPORT_TRACE_DEBUG("BT TX LEN:%d\n",p->tot_len);
    bt_hex_dump(tx_buffer,p->tot_len);

    /* 经过UART发送出去 */
    uart_bt_send(tx_buffer,p->tot_len);
}

2. 硬件要求

UART硬件配置要求总结：

1）数据位8bit

2）无奇偶校验

3）中止位1bit

4）须要有硬件流控

因此MCU跟蓝牙芯片的接线须要：

咱们来看下代码的实现：

1）在STM32的UART初始化(只贴出关键位置)

/******************************************************************************
 * func name   : hw_uart_bt_init
 * para        : baud_rate(IN)  --> Baud rate of uart1
 * return      : hw_uart_bt_init result
 * description : Initialization of USART2.PA0->CTS PA1->RTS PA2->TX PA3->RX
******************************************************************************/
uint8_t hw_uart_bt_init(uint32_t baud_rate,uint8_t reconfig)
{
    .............

    /* Data format :1:8:1, no parity check, hardware flow control */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud_rate;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; 
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_RTS_CTS;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

    .........

    return BT_ERR_OK;

}

2）在Linux的UART初始化(只贴出关键位置)

uint8_t hw_uart_bt_init(uint32_t baud_rate,uint8_t reconfig)
{
    ......

    // 8N1
    toptions.c_cflag &= ~CSTOPB;
    toptions.c_cflag |= CS8;

    toptions.c_cflag |= CREAD | CLOCAL | CRTSCTS;
    toptions.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    toptions.c_cflag &= ~PARENB;

    toptions.c_cc[VMIN]  = 1;
    toptions.c_cc[VTIME] = 0;

    .......

    return BT_ERR_OK;

}

3. 纠错

若是主机或主机控制器在 RS232 通讯上失去同步,则须要复位。失去同步意味着已检测到错误的 HCI 分组指示器,或 HCI 分组的长度域超出范围。若是在主机到主机控制器的通讯中丢失 UART 同步，那么主机控制器将发送硬件故障（HCI hardware error）事件，以将同步错误告诉主机。主机控制器将须要从主机接收一个HCI_RESET 指令以执行复位。主机控制器也将在从主机到主机控制器的字节流中使用 HCI-RESET 指令，以实现从新同步。

若是在从主机控制器到主机的通讯中失去 UART 同步，主机将发送 HCL_RESET指令以复位主机控制器。主机也将经过在从主机控制器到主机的字节流中查找HCI_Reset 指令的 HCL 指令完成事件,进行从新同步