PB03F学习之蓝牙协议栈及从机源码分析

本文大部分内容为搬砖，阅读SDK时都或多或少会遇到相关概念有助理解。


一、蓝牙协议栈




1、PHY层
    1Mbps自适应跳频GFSK（高斯频移键控），运行在免证的2.4GHz。

2、LL层

    LL层为RF控制器，控制设备处于准备（standby）、广播、监听/扫描（scan）、初始化、连接，这五种状态中一种。五种状态切换描述为：未连接时，设备广播信息，另外一个设备一直监听或按需扫描，两个设备连接初始化，设备连接上了。发起聊天的设备为主设备，接受聊天的设备为从设备，同一次聊天只能有一个意见领袖，即主设备和从设备不能切换。

3、HCI层

    HCI层为接口层，向上为主机提供软件应用程序接口（API），对外为外部硬件控制接口，可以通过串口、SPI、USB来实现设备控制。

4、L2CAP层

    L2CAP层提供数据封装服务，允许逻辑上的点对点通讯。

5、SM层

    SM层提供配对和密匙分发，实现安全连接和数据交换。

6、ATT层

    ATT层负责数据检索，允许设备向另外一个设备展示一块特定的数据称之为属性，在ATT环境中，展示属性的设备称之为服务器，与它配对的设备称之为客户端。链路层的主机从机和这里的服务器、客服端是两种概念，主设备既可以是服务器，也可以是客户端。从设备毅然。

7、GATT层

    GATT层定义了使用 ATT 的服务框架和配置文件（profiles）的结构。BLE 中所有的数据通信都需要经过 GATT。GATT负责处理向上与应用打交道，其关键工作是把为检索工作提供合适的profile结构，而profile由检索关键词（characteristics）组成。

8、GAP层

    GAP直接与应用程序或配置文件（profiles）通信的接口，处理设备发现和连接相关服务。另外还处理安全特性的初始化。对上级，提供应用程序接口，对下级，管理各级职能部门，尤其是指示LL层控制室五种状态切换，指导保卫处做好机要工作。



二、从机源码分析，应该可以实现一个蓝牙点灯
从机源码位于phy6222_v313_0512\example\ble_peripheral\simpleBlePeripheral


顺藤摸瓜先抓个特征值（characteristics）分析，理清SDK实现头绪，至于GATT层、GAP层一般变化不大，暂且放下吧。

1、特征值（characteristics）定义(sbpProfile_ota.h)
源码中定义了7个特征值

1. // Profile Parameters
   
2. #define SIMPLEPROFILE_CHAR1                   0  // RW uint8 - Profile Characteristic 1 value
   
3. #define SIMPLEPROFILE_CHAR2                   1  // RW uint8 - Profile Characteristic 2 value
   
4. #define SIMPLEPROFILE_CHAR3                   2  // RW uint8 - Profile Characteristic 3 value
   
5. #define SIMPLEPROFILE_CHAR4                   3  // RW uint8 - Profile Characteristic 4 value
   
6. #define SIMPLEPROFILE_CHAR5                   4  // RW uint8 - Profile Characteristic 4 value
   
7. #define SIMPLEPROFILE_CHAR6                   5  // RW uint8 - Profile Characteristic 4 value
   
8. #define SIMPLEPROFILE_CHAR7                   6  // RW uint8 - Profile Characteristic 4 value
   
9. 
   
10. 
    
11. // Key Pressed UUID
    
12. #define SIMPLEPROFILE_CHAR1_UUID            0xFFF1
    
13. #define SIMPLEPROFILE_CHAR2_UUID            0xFFF2
    
14. #define SIMPLEPROFILE_CHAR3_UUID            0xFFF3
    
15. #define SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID            0xFFF4
    
16. #define SIMPLEPROFILE_CHAR5_UUID            0xFFF5
    
17. #define SIMPLEPROFILE_CHAR6_UUID            0xFFF6
    
18. #define SIMPLEPROFILE_CHAR7_UUID            0xFFF7

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2、UUID的定义(sbpProfile_ota.c)
UUID转换一个形式：

1. // Characteristic 4 UUID: 0xFFF4
   
2. CONST uint8 simpleProfilechar4UUID[ATT_BT_UUID_SIZE] =
   
3. {
   
4.     LO_UINT16(SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID), HI_UINT16(SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID)
   
5. };
   
6. 
   
7. // Characteristic 5 UUID: 0xFFF5
   
8. CONST uint8 simpleProfilechar5UUID[ATT_BT_UUID_SIZE] =
   
9. {
   
10.     LO_UINT16(SIMPLEPROFILE_CHAR5_UUID), HI_UINT16(SIMPLEPROFILE_CHAR5_UUID)
    
11. };
    

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3、属性(sbpProfile_ota.c)
特征值的属性：可读、可写、值变量、说明......

1. // Simple Profile Characteristic 4 Properties
   
2. static uint8 simpleProfileChar4Props = GATT_PROP_READ | GATT_PROP_WRITE;
   
3. 
   
4. // Characteristic 4 Value
   
5. static uint8 simpleProfileChar4 = 0;
   
6. 
   
7. // Simple Profile Characteristic 4 Configuration Each client has its own
   
8. // instantiation of the Client Characteristic Configuration. Reads of the
   
9. // Client Characteristic Configuration only shows the configuration for
   
10. // that client and writes only affect the configuration of that client.
    
11. static gattCharCfg_t simpleProfileChar4Config[GATT_MAX_NUM_CONN];
    
12. 
    
13. // Simple Profile Characteristic 4 User Description
    
14. static uint8 simpleProfileChar4UserDesp[] = "Power\0";

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4、属性表(sbpProfile_ota.c)
所有的特征值凑在一起，准备被初始化

1. static gattAttribute_t simpleProfileAttrTbl[] =
   
2. {
   
3. ......
   
4.   // Characteristic 4 Declaration
   
5.     {
   
6.         { ATT_BT_UUID_SIZE, characterUUID },
   
7.         GATT_PERMIT_READ,
   
8.         0,
   
9.         &simpleProfileChar4Props
   
10.     },
    
11. 
    
12.     // Characteristic Value 4
    
13.     {
    
14.         { ATT_BT_UUID_SIZE, simpleProfilechar4UUID },
    
15.         GATT_PERMIT_READ | GATT_PERMIT_WRITE,
    
16.         0,
    
17.         (uint8*)& simpleProfileChar4
    
18.     },
    
19. 
    
20.     // Characteristic 4 User Description
    
21.     {
    
22.         { ATT_BT_UUID_SIZE, charUserDescUUID },
    
23.         GATT_PERMIT_READ,
    
24.         0,
    
25.         simpleProfileChar4UserDesp
    
26.     },
    
27. 
    
28. ......
    
29. }

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5、属性设置操作(sbpProfile_ota.c)
本地设置特征值（characteristics）的value:simpleProfileChar4

1. bStatus_t SimpleProfile_SetParameter( uint8 param, uint8 len, void* value )
   
2. {
   
3. ......
   
4. case SIMPLEPROFILE_CHAR4:
   
5.         if ( len == sizeof ( uint8 ) )
   
6.         {
   
7.             simpleProfileChar4 = *((uint8*)value);
   
8.             // See if Notification has been enabled
   
9.             //GATTServApp_ProcessCharCfg( simpleProfileChar4Config, &simpleProfileChar4, FALSE,
   
10.             //                            simpleProfileAttrTbl, GATT_NUM_ATTRS( simpleProfileAttrTbl ),
    
11.             //                            INVALID_TASK_ID );
    
12.         }
    
13.         else
    
14.         {
    
15.             ret = bleInvalidRange;
    
16.         }
    
17. 
    
18.         break;
    
19. ......
    
20. }

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6、属性获取操作(sbpProfile_ota.c)

1. bStatus_t SimpleProfile_GetParameter( uint8 param, void* value )
   
2. {
   
3. ......
   
4.     case SIMPLEPROFILE_CHAR4:
   
5.         *((uint8*)value) = simpleProfileChar4;
   
6.         //*((uint16*)value) = simpleProfileChar4;
   
7.         break;
   
8. .......
   
9. }

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7、属性读操作(sbpProfile_ota.c)

1. static uint8 simpleProfile_ReadAttrCB( uint16 connHandle, gattAttribute_t* pAttr,
   
2.                                        uint8* pValue, uint16* pLen, uint16 offset, uint8 maxLen )
   
3. {
   
4. ......
   
5. case SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID:
   
6.             *pLen = 1;
   
7.             pValue[0] = *pAttr->pValue;
   
8.             break;
   
9. ......
   
10. }

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8、属性写操作(sbpProfile_ota.c)

1. static bStatus_t simpleProfile_WriteAttrCB( uint16 connHandle, gattAttribute_t* pAttr,
   
2.                                             uint8* pValue, uint16 len, uint16 offset )
   
3. {
   
4. .......
   
5. case SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID:
   
6. 
   
7.             //Validate the value
   
8.             // Make sure it's not a blob oper
   
9.             if ( offset == 0 )
   
10.             {
    
11.                 if ( len != 1 )
    
12.                 {
    
13.                     status = ATT_ERR_INVALID_VALUE_SIZE;
    
14.                 }
    
15.             }
    
16.             else
    
17.             {
    
18.                 status = ATT_ERR_ATTR_NOT_LONG;
    
19.             }
    
20. 
    
21.             //Write the value
    
22.             if ( status == SUCCESS )
    
23.             {
    
24.                 uint8* pCurValue = (uint8*)pAttr->pValue;
    
25.                 *pCurValue = pValue[0];
    
26. 
    
27.                 if( uuid == SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID )
    
28.                 {
    
29.                     notifyApp = SIMPLEPROFILE_CHAR4;
    
30.                 }
    
31.             }
    
32. 
    
33.             break;
    
34. 
    
35. .......
    
36. }
    

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9、simpleBLEPeripheral.c
simpleProfileChangeCB()特征值改变时的回调函数，当主机给从机发送数据时，从机就会回调这个函数来告知应用层有数据送达。
static void simpleProfileChangeCB( uint8 paramID )函数的switch中关于CHAR4的判断
如果回调函数输入为SIMPLEPROFILE_CHAR4，通过SimpleProfile_GetParameter读取特征值，判断是否为0x01,如果为真，点亮LED_GPIO。

1. static void simpleProfileChangeCB( uint8 paramID )
   
2. {
   
3. uint8 newValue[IBEACON_ATT_LONG_PKT];
   
4. uint8 newValue1;
   
5.     switch( paramID )
   
6.     {
   
7.     case SIMPLEPROFILE_CHAR4:
   
8.         SimpleProfile_GetParameter(SIMPLEPROFILE_CHAR4,&newValue1);
   
9.         if(newValue1==0x01)
   
10.         {
    
11.                 hal_gpio_write(LED_GPIO, 0);
    
12.         }
    
13.         else{
    
14.                 hal_gpio_write(LED_GPIO, 1);
    
15.         }
    
16.         break；
    
17.    }
    
18. }

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上面只有第9步需要手工加入点灯的步骤，其他都是源码自带的。
今天没有条件验证。应该可以是通过BLE蓝牙调试助手APP（主机）通过BLE连接PB03F（从机），主机发送0x01给SIMPLEPROFILE_CHAR4_UUID点亮LED。

补充一下：

1、用手机BLE调试助手发现目标：BUMBLE-FFFFFFFF，连接

2、连接成功后，发现3个服务，UNKNOWN SERVICE是自定义的服务，因为不是SIG标准服务，所以显示为UNKNOWN

3、向特征值FFF4,发送HEX格式的0x01。

4、蓝牙收到0x01后点亮LED


5、板子背面。设计粗糙，见笑了。
两个飞线是VCC、GND。因为PB03F没有RST引脚，将VCC、GND飞出来可以手动控制模块上电，便于烧录，重启。

厉害

不错不错