[模組] 德州儀器 CC2540 藍芽開發 + ADC

       德儀的 CC2540 / 2541 藍芽晶片已經推出市場幾年了，隨著模組廠商的努力開發，將藍芽模組設計成 SMD 貼合元件，對於小型設計廠商的我們真是大大的便利。目前的藍芽模組不僅體積越做越小，價格也越來越親民，如果自己有些 idea 想要設計電路板來驗證藍芽相關的應用的話，直接拿藍芽模組來實現是不錯的方法之一。此外，CC2540 本身就是一顆 8051 為核心的晶片，所以具備一些 MCU 的基本功能，若將其 MCU 與藍芽的功能都發揮出來，這樣不僅系統成本降低且耗電量也會減少。本文的目的就是希望直接拿現有的藍芽模組來開發 CC2540，不希望再多用一顆 MCU 來控制這個模組。

        一般市面上的藍芽模組都已經把藍芽的基本功能開發好了，藍芽的參數配置只要透過模組提供的 UART 介面(最常見的基本介面)來設定。這種作法除了需要藍芽模組之外，還需要另一顆 MCU 來控制這片藍芽模組，所以使用者通常會選擇自己熟悉的 MCU 來開發藍芽通訊。之前文章，我們已經採用 Arduino 晶片控制藍芽模組的方式完成藍芽通訊，底下將說明如何用市面上的模組來開發 CC2540。

        我們拿市面上容易買到 HC-05 / HC-08 的藍芽模組來實驗，這塊模組原本是透過 UART 介面與外部的 MCU 溝通，讓使用者不需要為了藍芽的技術知識而傷腦筋。模組本身已經內建設計好藍芽的基本功能，使用者只需藉由 UART 介面設定參數便可動作。不過，我們卻想要把這塊模組改造，將本身的 MCU 與藍芽的功能發揮出來。首先，要準備德儀的 CC-Debugger 除錯器和安裝 IAR Embedded 軟體。接下來，將模組上面的五根接腳接出來，分別為 Vcc,、GND、RST、DC 和 DD，再連接到除錯器的相對應接腳，這樣就可以準備開發 CC2540 的韌體了。底下圖一所示就是將 CC-Debugger 連接到自製的藍芽開發板。

圖一：CC-Debugger 連接自製 CC2540 開發板

        將 CC-Debugger 接上自製的開發板，到德儀的網站下載 CC2540 BLE-Stack 軟體，軟體本身提供不少範例程式的代碼。範例分成四類：Broadcaster、Observer、Peripheral 和 Central。大致說明一下，Broadcaster 屬於 TX only 適用於溫度感測器之類的藍芽應用，將感測器數值廣播給其它藍芽裝置。Observer 屬於 RX only 適用於接收數值並顯示的應用。Peripheral 屬於雙向溝通，適用於藍芽周邊裝置的應用。Central 則適用於手機端的應用。我們拿基本的 Peripheral 範例來測試，如圖二所示，耶！範例能成功載入我們的板子裡。

圖二：IAR 透過除錯器連接到藍芽模組

       確認板子與除錯器都能正常運作後，我將藍芽模組板的 ADC 與 IO 接腳拉出來，分別在 ADC 腳接上一個可變電阻，在 IO 腳上接一個 LED 燈，LED燈號的變化可方便我們觀察藍芽模組運作的狀態。另外，調整可變電阻改變輸出電壓的大小，再從 CC2540 ADC 上讀取數值。我修改上面的 SimpleBLE 範例，將 ADC 讀到的電壓數值透過藍芽傳到手機端，驗證整個通訊流程是沒問題的。

        我將整個操作過程錄製成底下的影片，首先手機 BLE Scanner APP 掃描到藍芽模組，手機端按下連線後，模組上的 LED 燈會點亮。接著，選擇 profile 中的 custom service，選定其中一個特性，藍芽模組每隔一秒會將 ADC 數值傳送到手機，並顯示在螢幕上。我調整可變電阻改變電壓，在手機端觀察到數值不斷變化。最後，將藍芽連線關閉，LED 燈熄滅，完成整個操作。

影片：BLE 操作過程，將 ADC 數值傳送到手機