基于NUCLEO-WB55开发板对代码进行解析以及实现

STM32

STM32CubeMx

发布日期: 2020-12-27

文章字数: 1.3k

实验目的

本文利用STM32CubeMx初始化配置STM32WB55,使用自己生成的顾客服务与特性实现蓝牙之间的读写通知，通过写控制LED2亮灭，读取LED1的状态，通知LED3（300ms闪烁）来实现本实验的目的。

实验环境

STM32CubeMx V6.1.0 , KeilMDK V5.33.0.0 ,ST BLE Sensor v4.6.1 (安卓版本) ， WireShark V3.4.0
NUCLE-WB55.Nucleo开发板
STM32WB55参考手册 , NUCLE-WB55.Nucleo开发板原理图

注意 : 要实现程序的下载 PC端需要安装STMicroelectronics stlink-server这个驱动

硬件架构实现

STM32WB55主要特性：2颗独立内核，CPU1主要是用户需求，通俗的讲，接收到的数据该如何去用。比如当客户端（ST BLE Sensor）写数据，服务器（NUCLE-WB55.Nucleo）将数据接收到，我们将接收到的数据进行利用。本文利用客户端写入0x01和0x00实现开发板上的LED2亮灭；CPU2的功能就是一个蓝牙芯片，例如Cannon的Bluenrg。
处理器间的通信：处理器间的通信是通过处理器间通信控制器 (IPCC)来实现的。
IPCC主要特性：

12 个通道传输状态信号
每个处理器有两条中断线
按通道屏蔽中断
两种通道工作模式
通过STM32WB55参考手册可知,CPU1和CPU2之间通过IPCC的RX和TX中断实现的。因此在编写代码过程中需使用到这两个中断。

软件架构的实现

本文通过STM32CubeMx生成,利用HAL库实现。

打开KeilMOK,在maim.c文件下可以看到一些初始化：

HAL_Init(); //重置所有外围设备，初始化Flash接口和Systick。
SystemClock_Config(); //配置系统时钟
MX_GPIO_Init();   //初始化IO口
MX_RF_Init();     //初始化RF,由于RF由于CPU2来控制的，因此在这里不配置，因此此函数为空
MX_RTC_Init();    //初始化RTC
MX_TIM2_Init();   //初始化定时器
APPE_Init();      //STM32_WPAN的初始化代码

本文主要是实现蓝牙通信，因此APPE_Init这个函数就是用来对蓝牙进行相关的操作。进入APPE_Init可以看到;

SystemPower_Config(); //配置系统电源模式
HW_TS_Init(hw_ts_InitMode_Full, &hrtc); //初始化TimerServer 
BSP_LED_On(LED1); //顾客函数，相当于只要进入此函数，LED1点亮。
appe_Tl_Init();    //初始化所有传输层
return;

前面三个函数不必过于纠结，在本文本中还用不到理解，主要是appe_Tl_Init这个函数:

TL_MM_Config_t tl_mm_config;
SHCI_TL_HciInitConf_t SHci_Tl_Init_Conf;
/**< Reference table initialization */
TL_Init();
/**< System channel initialization */
UTIL_SEQ_RegTask( 1<< CFG_TASK_SYSTEM_HCI_ASYNCH_EVT_ID, UTIL_SEQ_RFU, shci_user_evt_proc );
SHci_Tl_Init_Conf.p_cmdbuffer = (uint8_t*)&SystemCmdBuffer;
SHci_Tl_Init_Conf.StatusNotCallBack = APPE_SysStatusNot;
shci_init(APPE_SysUserEvtRx, (void*) &SHci_Tl_Init_Conf);
/**< Memory Manager channel initialization */
tl_mm_config.p_BleSpareEvtBuffer = BleSpareEvtBuffer;
tl_mm_config.p_SystemSpareEvtBuffer = SystemSpareEvtBuffer;
tl_mm_config.p_AsynchEvtPool = EvtPool;
tl_mm_config.AsynchEvtPoolSize = POOL_SIZE;
TL_MM_Init( &tl_mm_config );
TL_Enable();
return;

这里不过多解释，后面还会讲到这里，这里主要是APPE_SysUserEvtRx这个函数:

static void APPE_SysUserEvtRx( void * pPayload )
{
UNUSED(pPayload);
APPD_EnableCPU2( );  //使能CPU2
APP_BLE_Init( );   //初始化BLE各层
UTIL_LPM_SetOffMode(1U << CFG_LPM_APP, UTIL_LPM_ENABLE);
return;
}

这个函数的作用就是实现CPU2使能，以及BLE各层初始化，这边也不过多解释，后面将会介绍。这样主函数初始化就结束了，程序从现在开始，就会等待就绪事件（VS_HCI_C2_Ready）。

while(1)循环函数。
在while(1)循环函数可以看到只用了一个函数 UTIL_SEQ_Run，看到这里估计会有些蒙。其实这里用到了调度器。
这个时候就开始用到之前没有讲到的地方了。UTIL_SEQ_RegTask和 UTIL_SEQ_SetTask。
UTIL_SEQ_RegTask这个函数类似于登记，UTIL_SEQ_SetTask类似于操作系统的信号量。
比如上文中看到UTIL_SEQ_RegTask( 1<< CFG_TASK_SYSTEM_HCI_ASYNCH_EVT_ID, UTIL_SEQ_RFU, shci_user_evt_proc );以及在app_entry.c文件末尾出可以找到shci_notify_asynch_evt这个函数，它包含了
UTIL_SEQ_SetEvt( 1<< CFG_IDLEEVT_SYSTEM_HCI_CMD_EVT_RSP_ID );这个函数。从这里可以看出这两个函数：
```
UTIL_SEQ_SetEvt( 1<< CFG_IDLEEVT_SYSTEM_HCI_CMD_EVT_RSP_ID );
UTIL_SEQ_RegTask( 1<< CFG_TASK_SYSTEM_HCI_ASYNCH_EVT_ID, UTIL_SEQ_RFU, shci_user_evt_proc );
```
通俗的来讲，当程序进入到UTIL_SEQ_SetEvt( 1<< CFG_IDLEEVT_SYSTEM_HCI_CMD_EVT_RSP_ID );这个函数里，
UTIL_SEQ_Run这个函数就会找到UTIL_SEQ_RegTask( 1<< CFG_TASK_SYSTEM_HCI_ASYNCH_EVT_ID, UTIL_SEQ_RFU, shci_user_evt_proc );这个函数下的shci_user_evt_proc函数，最终程序执行shci_user_evt_proc函数里的东西。

蓝牙连接所使用的函数
在custom_stm.c文件下，Custom_STM_Event_Handler函数就是对事件的处理,以下case语句就是Custom_STM_Event_Handler的部分代码，通过接收到的读写通知事件执行相关程序。

case EVT_BLUE_GATT_ATTRIBUTE_MODIFIED:
       /* USER CODE BEGIN EVT_BLUE_GATT_ATTRIBUTE_MODIFIED */
         attribute_modified = (aci_gatt_attribute_modified_event_rp0*)blue_evt->data; 
        if(attribute_modified->Attr_Handle == (CustomContext.CustomShortledserviceHdle + 4))
       {
         return_value = SVCCTL_EvtAckFlowEnable;
         if(attribute_modified->Attr_Data[0] & COMSVC_Notification)
         {
           Notification.Custom_Evt_Opcode = CUSTOM_STM_SHORTREADANDWRITEORNOTICECHAR_NOTIFY_ENABLED_EVT;
           Custom_STM_App_Notification(&Notification);
         }
         else
         {
           Notification.Custom_Evt_Opcode =CUSTOM_STM_SHORTREADANDWRITEORNOTICECHAR_NOTIFY_DISABLED_EVT;
           Custom_STM_App_Notification(&Notification);
         }
       }
       /* USER CODE END EVT_BLUE_GATT_ATTRIBUTE_MODIFIED */
       break;
     case EVT_BLUE_GATT_READ_PERMIT_REQ :
       /* USER CODE BEGIN EVT_BLUE_GATT_READ_PERMIT_REQ */
        read_perm_req = (aci_gatt_read_permit_req_event_rp0 *)blue_evt->data;
         if(read_perm_req->Attribute_Handle == (CustomContext.CustomShortledserviceHdle + 2))
         {
           return_value = SVCCTL_EvtAckFlowEnable;
           Notification.Custom_Evt_Opcode = CUSTOM_STM_SHORTREADANDWRITEORNOTICECHAR_READ_EVT;
           Custom_STM_App_Notification(&Notification);  
           aci_gatt_allow_read(read_perm_req->Connection_Handle);
         }
       /* USER CODE END EVT_BLUE_GATT_READ_PERMIT_REQ */
       break;
     case EVT_BLUE_GATT_WRITE_PERMIT_REQ:
       /* USER CODE BEGIN EVT_BLUE_GATT_WRITE_PERMIT_REQ */
        write_perm_req = (aci_gatt_write_permit_req_event_rp0*)blue_evt->data;
        if( write_perm_req->Attribute_Handle == (CustomContext.CustomShortledserviceHdle + 2))
         {
           return_value = SVCCTL_EvtAckFlowEnable;
           Notification.Custom_Evt_Opcode = CUSTOM_STM_SHORTREADANDWRITEORNOTICECHAR_WRITE_NO_RESP_EVT;
           Notification.DataTransfered.Length=write_perm_req->Data_Length;
           Notification.DataTransfered.pPayload=write_perm_req->Data;
           aci_gatt_write_resp(write_perm_req->Connection_Handle,write_perm_req->Attribute_Handle,0,0,write_perm_req->Data_Length,write_perm_req->Data);
           Custom_STM_App_Notification(&Notification);  
         }
       /* USER CODE END EVT_BLUE_GATT_WRITE_PERMIT_REQ */
       break;

在通知过程中，本文利用TIM2定时器。每隔100ms发送通知，因此在定时器的回调函数中添加UTIL_SEQ_SetTask标志，在 APP_BLE_Init函数中添加UTIL_SEQ_SetTask函数。这里就不过多介绍。