2。5 基于 nrf51822 的蓝牙 4。0 解决方案

Nordic 的 nRF51822 是功能强大且灵活的多协议片上系统（SoC）器件，它集成 了 nRF51x 系列无线收发器，适用于开发智能穿戴设备和 2。4GHz 低功耗无线产品的开 发[10]。nRF51822 器件是围绕一个 32 位 ARM Cortex M0 CPU 而构建的，具有 256kB/128kB 闪存、32kB/16kB RAM 和一些数字、模拟外设。ARM Cortex M0 CPU 拥有 16 位和 32

位扩展指令集，实现高密度的代码和小内存占用，通过使用单周期 32 位乘法，3 级 流水线和嵌套向量控制器（NVIC），使得程序运行简单、高效[10]。ARM Cortex-M 系 列处理器的 CMSIS 的硬件抽象层已经实现，也适用于 M0 CPU，代码是向前兼容 ARM Cortex M3 芯片的。

nRF51822 完全适用于蓝牙低功耗协议，其协议在 S100 和 S110 系列软件包中实 现。S100 和 S110 系列软件包是免费的，可在 Nordic 官网上下载得到。软件包独立 于应用层代码，可直接安装到 nRF51822 上使用。Nordic 没有开源协议栈部分的源代 码，而是对应用控制层采用封装函数的格式，通过将 SoftDevice API 函数封装后， 提供函数调用接口给用户。用户只要通过帮助文档查找函数意义，所有带 SD 前缀的 函数名就是 SoftDevice API 函数。这种方式帮助用户屏蔽了大量底层硬件实现的代 码，使用户专注于应用程序的实现，从而使程序开发更为便捷高效。

nRF51822 包含所有 nRF51 系列共有的系统级特征：时钟控制，电源和复位，中 断系统，可编程 外设 总线(PPI) ，看门狗和 GPIO。

2。6基于 Altium Designer 10 的电路设计

Protel 系列一直是在我国广为流行的电子设计自动化软件，Protel 系列软件入 门门槛较低、功能强大，一直深受广大电子爱好者的喜爱。Altium Designer 10 是 从 Protel 系列发展而来的新一代板卡级设计软件，其界面风格与 Windows XP 相近， 并且相较 Protel 系列更为易用、界面友好[13]。本课题使用 Altium Designer 10 绘制 原理图，并且基于系统要求画出封装集成库，定义 PCB 设计规则。最后根据原理图生 成 PCB 文件，经过查错、修改和适当的布局后完成 PCB。

本文将在第四章详细介绍系统的硬件分析和设计过程。其中 2。1 小节对系统进行 需求分析，并根据需求分析选择相应的技术来完成系统功能。简要介绍了移动设备客 户端和门锁控制端的软硬件开发平台，说明技术选择的原因。在 2。2 至 2。6 小节详细 介绍系统开发所使用的关键技术，以及绘制原理图、PCB 板所使用的 Altium Designer 软件。

第三章 系统分析与设计

3。1 系统功能分析

通过对系统进行需求分析，我们了解了系统的需求。通过进行相应的技术选择， 我们确定了项目的可行性。本系统中将主动发起扫描的移动设备作为蓝牙主设备，发 送广播等待连接的控制端作为蓝牙从设备。接下来我们将对系统的功能进行介绍。 3。1。1 移动设备客户端功能来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

基于 Android 平台的移动设备客户端主要完成蓝牙设备扫描、蓝牙设备连接、数 据发送、数据接收的功能。

下面对各个功能模块进行讲解： 1。蓝牙设备扫描：进入客户端后，客户端即自动调用设备的蓝牙功能（依赖于硬

件支持）。点击“Connect”按钮，扫描附近正在广播的蓝牙 4。0 设备。若扫描到可 连接设备则显示设备名称和地址，若超过一定时间仍未扫描到可连接设备则结束扫 描，返回上一界面。

如图 3－1 所示，进入主界面后客户端自动申请开启蓝牙功能：

图 3－1