STMicroelectronics UM3051 e X-CUBE-BLEMGR Bluetooth софтвер за управување со ниска енергија

Вовед

X-CUBE-BLEMGR е проширен софтверски пакет за STM32Cube за управувачот со ниска енергија Bluetooth® и работи на STM32. Овој софтвер за проширување ја вклучува библиотеката STM32_BLE_Manager, која обезбедува API за управување со услугата Bluetooth® LowEnergy според BlueNRG-MS, BlueNRG-1, BlueNRG-2 и BlueNRG-LP среден софтвер API.

Проширување на софтверот X-CUBE-BLEMGR за STM32Cube

Во текот наview
Софтверскиот пакет X-CUBE-BLEMGR ја проширува функционалноста STM32Cube за да им помогне на корисниците да управуваат со поврзувањето со Bluetooth® ниска енергија, на пр.ampсо мобилна апликација како што е STBLESensor. Клучните карактеристики се:

• Sampимплементација на поврзување со ниска енергија Bluetooth® со мобилната апликација STBLESensor
• STM32_BLE_Manager библиотека за управување со услугата Bluetooth® ниска енергија според Bluetooth® Low Energy Middleware API-ите
• Sampле апликации кои развивачот може да ги користи за да започне да експериментира со кодот
• Референци за бесплатни апликации за Android и iOS што може да се користат со sampле апликации
• Лесна преносливост низ различни семејства на MCU, благодарение на STM32Cube
• Бесплатни услови за лиценца погодни за корисникот

С.ampLe апликацијата ги создава следните услуги Bluetooth® со ниска енергија:

1. првата услуга ги изложува следните карактеристики:
   • случајни вредности за температура, притисок и влажност (случајно оценети со посебна функција)
   • случајни вредности за кватерниони (случајно вреднувани со посебна функција)
2. втората е услугата конзола која вклучува две карактеристики:
   • stdin/stdout со двонасочна комуникација помеѓу клиентот и серверот
   • stderr за мононасочен канал од развојната плочка STM32 Nucleo до уред со Android/iOS
3. последната услуга се користи за вклучување/исклучување на ЛЕР и за конфигурациски цели

Архитектура
Предложениот софтвер се базира на STM32CubeHAL, пакетот го проширува STM32Cube со обезбедување пакет за поддршка на плочата (BSP) за мрежниот процесор BlueNRG-2 (вграден во модулот BlueNRG-M2SP) и компоненти на среден софтвер за комуникација со други Bluetooth® ниска енергија уреди. Имплементацијата користи стратегии за ниска потрошувачка на енергија погодни за ова поле на примена, во согласност со Bluetooth® спецификациите за ниска енергија јадро 5.2 (X-NUCLEO-BNRG2A1) за развојни табли STM32 Nucleo. Обезбедените драјвери апстрактираат хардверски детали на ниско ниво, така што компонентите и апликациите на среден софтвер можат да работат на хардверски независен начин. Пакетот вклучува какоampАпликација за пренос на вредностите што се вреднувани по случаен избор (температура, влажност, притисок, кватерниони) на уред со овозможен Bluetooth® ниска енергија, како што е паметен телефон базиран на Android™ или iOS™. Слоевите на софтвер што ги користи апликативниот софтвер за пристап и користење на таблата за проширување на сензорот се:

• Слој STM32Cube HAL: се состои од едноставни, генерички и повеќекратни API (интерфејси за програмирање на апликации) кои комуницираат со апликациите, библиотеките и стековите на горниот слој. Овие генерички и екстензивни API се засноваат на заедничка рамка, така што слоевите како среден софтвер можат да функционираат без да бараат специфични хардверски информации за единицата за микроконтролер (MCU). Оваа структура ја подобрува повторната употреба на кодот на библиотеката и гарантира лесна преносливост преку други уреди.
• Слој на пакет за поддршка на плочата (BSP): обезбедува софтверска поддршка за периферните уреди на плочката STM32 Nucleo, со исклучок на MCU. Овие специфични API обезбедуваат програмски интерфејс за одредени периферни уреди специфични за таблата, како што се LED диоди, кориснички копчиња, итн., а исто така може да се користат за преземање информации за поединечна верзија на плочата. Исто така, обезбедува поддршка за иницијализација, конфигурирање и читање податоци.

Слика 1. Архитектура на софтверот X-CUBE-BLEMGR

Структура на папката

Слика 2. Структура на папката на пакетот X-CUBE-BLEMGR

Следниве папки се вклучени во софтверскиот пакет:

• Документација: содржи компајлиран HTML file генерирани од изворниот код, со детали за софтверските компоненти и API.
• Драјвери: ги содржи драјверите HAL, двигателите специфични за таблата за секоја поддржана плочка или хардверска платформа, вклучувајќи ги вградените компоненти и слојот за апстракција на хардверот независен од продавачот CMSIS за серијата процесори Cortex-M.
• Middlewares: содржи библиотеки и протоколи за BlueNRG-2 Bluetooth® Low Energy и Bluetooth® Low Energy менаџер.
• Проекти: содржи какоampапликација која развивачот може да ја користи за да започне да експериментира со кодот за да им помогне на корисниците да управуваат со поврзувањето со Bluetooth® ниска енергија, на пр.ampсо мобилна апликација како што е STBLESensor и обезбедени за NUCLEO-L476RG преку IAR Embedded Workbench for ARM, RealView Комплет за развој на микроконтролер (MDK-ARM) и развојни околини STM32CubeIDE.

Процесот на инсталација
Бинарниот директориум на пакетот содржи слика (во формат .bin) за поддржаната платформа. Оваа слика може директно да се префрли на поддржана табла за развој на STM32 Nucleo со STM32CubeProgrammer или со влечење и пушти.

Слика 3. Бинарна папка X-CUBE-BLEMGR

API-и
Детални технички информации за API-ите достапни на корисникот може да се најдат во компајлиран HTML file се наоѓа во папката „Документација“ на софтверскиот пакет каде што се целосно опишани сите функции и параметри.
SampОпис на апликацијата
А сampАпликацијата е обезбедена во папката проекти за експанзионата плоча X-NUCLEO-BNRG2A1 поврзана со развојната плоча NUCLEO-L476RG. Подготвени за изградба проекти се достапни за повеќе IDE. Можете да поставите терминален прозорец за соодветната комуникациска порта UART за да ја контролирате фазата на иницијализација.

Слика 4. Поставки на терминалот

Кога за прв пат ќе го притиснете копчето за ресетирање на развојната плочка NUCLEO-L476RG, апликацијата:

• започнува со иницијализирање на UART
• одредува која плоча за проширување BlueNRG е поврзана со плочката STM32 Nucleo
• ги препознава информациите за верзијата на хардверот и фирмверот
• покажува случаен Bluetooth® MAC адреса со ниска енергија
• ја иницијализира услугата за функцијата Bluetooth® Low Energy (температура, влажност, притисок, LED и карактеристики SensorFusion)
• ја иницијализира услугата за конзола за ниска енергија Bluetooth®, додавајќи ги карактеристиките stdin/stdout и stderr
• ја иницијализира услугата за конфигурација на Bluetooth® Low Energy

Слика 5. Иницијализација на излезот на UART

Кога уред со Android/iOS е поврзан на плочката NUCLEO-L476RG, можно е да се контролираат податоците што ги пренесува плочката.

Слика 6. Поврзан е излезот UART

Клиентска апликација STBLESensor за Android и iOS
Софтверот X-CUBE-BLEMGR за STM32Cube е компатибилен со апликацијата STBLESensor Android (верзија 4.15.0 или повисока) или iOS (верзија 4.15.0 или повисока) достапна во продавниците на Google Play или iOS. Ние ја користиме апликацијата Android во оваа ексampле. По поврзувањето, STBLESensor ја прикажува главната страница подолу. Ги прикажува случајните вредности на температура, притисок и влажност.

Слика 7. Податоци за животната средина

На следната страница е прикажана коцка која ротира почнувајќи од вредностите на случајните кватерниони.

Слика 8. MEMS податоци

Слика 9. Податоци за заплетот

На следната страница е прикажана контролата за вклучување/исклучување на ЛЕД.

Слика 10. LED контрола

Преку страницата за конфигурација на таблата, можете да видите неколку детали за фирмверот.

Слика 11. Извештај од одборот (1 од 2)

Слика 12. Извештај од одборот (2 од 2)

Водич за поставување на системот

Опис на хардверот

STM32 Nucleo
Развојните плочи STM32 Nucleo обезбедуваат достапен и флексибилен начин за корисниците да тестираат решенија и да градат прототипови со која било линија на микроконтролер STM32. Поддршката за поврзување Arduino и ST morpho конекторите го олеснуваат проширувањето на функционалноста на платформата за отворен развој STM32 Nucleo со широк спектар на специјализирани експанзиони табли за избор. Плочката STM32 Nucleo не бара посебни сонди бидејќи го интегрира ST-LINK/V2-1 дебагерот/програмерот. Плочката STM32 Nucleo доаѓа со сеопфатната библиотека HAL софтвер STM32 заедно со различен спакуван софтвер на пр.amples за различни IDE (IAR EWARM, Keil MDK-ARM, STM32CubeIDE, embed и GCC/LLVM). Сите корисници на STM32 Nucleo имаат бесплатен пристап до вградените онлајн ресурси (компајлер, C/C++ SDK и заедница на програмери) на www.mbed.org за лесно да градат комплетни апликации.

Слика 13. STM32 Nucleo плоча

Плочка за проширување X-NUCLEO-BNRG2A1
Плочката за проширување X-NUCLEO-BNRG2A1 обезбедува поврзување со Bluetooth® со ниска енергија за апликации за развивачи и може да се приклучи на плочка за развој STM32 Nucleo (на пр.ample, NUCLEO-L476RG со микроконтролер STM32 со ултра ниска моќност) преку неговите Arduino UNO R3 конектори. Плочката за проширување се одликува со модул за апликативен процесор BlueNRG-M5.2SP кој одговара на Bluetooth® v2 и сертифициран од FCC, базиран на ST BlueNRG-2 System-on-Chip. Овој SoC управува со целосниот стек Bluetooth® со ниска енергија и протоколи на неговото јадро Cortex-M0 и програмабилна флеш меморија, која може да прими приспособени апликации развиени со помош на SDK. Модулот BlueNRG-M2SP поддржува мастер и slave режими, зголемени стапки на пренос со продолжување на должината на податоците (DLE) и безбедносно шифрирање AES-128. X-NUCLEO-BNRG2A1 се поврзува со микроконтролерот STM32 Nucleo преку SPI конекции и GPIO пинови, од кои некои може да се конфигурираат преку хардверот.

Слика 14. Плочка за проширување X-NUCLEO-BNRG2A1 BLE

Хардверско поставување
Потребни се следните хардверски компоненти:

1. Една развојна платформа STM32 Nucleo (шифра на нарачка: NUCLEO-L476RG)
2. Една табла за проширување Bluetooth® со ниска енергија (шифра на нарачка: X-NUCLEO-BNRG2A1)
3. Еден USB-кабел од типот А до Мини-Б USB за поврзување на STM32 Nucleo со компјутерот

2.3 Поставување софтвер
Следниве софтверски компоненти се потребни за да се постави соодветна развојна средина за креирање апликации за STM32 Nucleo опремен со сензори и табла за проширување BlueNRG:

• X-CUBE-BLEMGR: Bluetooth® софтвер за управување со ниска енергија за STM32Cube. Фирмверот X-CUBE-BLEMGR и поврзаната документација се достапни на www.st.com.
• Развој на синџир на алатки и компајлер: софтверот за проширување STM32Cube ги поддржува следните три средини:
  • IAR Embedded Workbench for Arm (IAR-EWARM) синџир со алатки + ST-LINK
  • РеалноView Комплет за развој на микроконтролер (MDK-ARM-STM32) синџир со алатки + ST-LINK
  • STM32CubeIDE + ST-LINK

Откако ќе изберете една од интегрираните развојни околини поддржани од софтверот за проширување STM32Cube, следете ги системските барања и информациите за поставување обезбедени од избраниот IDE провајдер.

Поставување на системот

Поставување плочка за проширување на STM32 Nucleo и сензор
Развојната плочка STM32 Nucleo го интегрира дебагерот/програмерот ST-LINK/V2-1. Програмерот може да ја преземе соодветната верзија на двигателот за USB ST-LINK/V2-1 од STSW-LINK009. Плочката за проширување X-NUCLEO-BNRG2A1 BlueNRG Bluetooth® со ниска енергија може лесно да се поврзе со STM32 Nucleo преку продолжениот конектор Arduino UNO R3 како што е прикажано на сликата подолу.

Слика 15. X-NUCLEO-BNRG2A1 и NUCLEO-L476RG

Поставување на X-NUCLEO-BNRG2A1
Постапката опишана подолу е потребна за библиотеката BlueNRG-2 правилно да работи со фирмверот вграден во X-NUCLEO-BNRG2A1 Bluetooth® модулот за ниска енергија.

• Чекор 1. Залемете отпорник од 0 Ohm на R117 на плочата за проширување X-NUCLEO-BNRG2A1.
• Чекор 2. Ажурирајте го X-NUCLEO-BNRG2A1 Bluetooth® модулот за ниска енергија преку ST-LINK/V2-1 и помошната алатка за трепкачи STSW-BNRGFLASHER.
• Чекор 3. Поврзете ги пиновите X-NUCLEO-BNRG2A1 J12 со пиновите ST-LINK/V2-1 преку кабелот со 5 жици вклучен како што е прикажано на сликата подолу и детално во Табела 1.

Слика 16. Врската помеѓу плочата за проширување X-NUCLEO-BNRG2A1 и ST-LINK/V2-1

Табела 1. X-NUCLEO-BNRG2A1 и ST-LINK/V2-1 пински врски

• Чекор 4. Инсталирајте го STSW-BNRGFLASHER и отворете го.
• Чекор 5. Изберете го јазичето SWD.
  Слика 17. таб STSW-BNRGFLASHER – SWD
• Чекор 6. Избришете ја флеш меморијата BlueNRG-2.
  Слика 18. STSW-BNRGFLASHER – масовно бришење
• Чекор 7. Преземете го фирмверот за само слој на врска за модулот Bluetooth® со ниска енергија.
• Чекор 8. Вчитајте го фирмверот за само слој за врски во STSW-BNRGFLASHER и притиснете го копчето [Flash].
  Слика 19. STSW-BNRGFLASHER – Копче за блиц
• Чекор 9. За да го вратите вградениот фирмвер на X-NUCLEO-BNRG2A1 Bluetooth® модул со ниска енергија, повторете ја постапката користејќи ја следната слика на фирмверот: DTM_Full.bin. Во случај на проблеми за време на процесот на ажурирање, затворете го скокачот X-NUCLEO-BNRG2A1 J15 пред да ја повторите постапката.

Историја на ревизии

Табела 2. Историја на ревизија на документ

ВАЖНО НАПОМЕНА – ПРОЧИТАЈТЕ ВНИМАТЕЛНО

STMicroelectronics NV и нејзините подружници („ST“) го задржуваат правото да прават промени, корекции, подобрувања, модификации и подобрувања на производите на ST и/или на овој документ во секое време без најава. Купувачите треба да ги добијат најновите релевантни информации за производите на ST пред да направат нарачки. Производите на ST се продаваат во согласност со одредбите и условите за продажба на ST кои се на сила во моментот на потврдата на нарачката. Набавувачите се единствено одговорни за изборот, изборот и употребата на производите на ST и ST не презема никаква одговорност за помош при апликација или дизајнирање на производите на купувачите. Ниту една лиценца, експлицитна или имплицитна, за кое било право на интелектуална сопственост не е дадена од страна на ST овде. Препродажбата на производите на ST со одредби различни од информациите наведени овде ќе ја поништи секоја гаранција дадена од ST за таков производ. ST и логото ST се заштитни знаци на ST. За дополнителни информации за ST заштитните знаци, погледнете на www.st.com/trademarks. Сите други имиња на производи или услуги се сопственост на нивните соодветни сопственици. Информациите во овој документ ги заменуваат и заменуваат информациите претходно дадени во која било претходна верзија на овој документ. © 2022 STMicroelectronics – Сите права се задржани

Документи / ресурси

STMicroelectronics UM3051 e X-CUBE-BLEMGR Bluetooth софтвер за управување со ниска енергија [pdf] Упатство за користење UM3051, e X-CUBE-BLEMGR Bluetooth софтвер за управување со ниска енергија, Bluetooth софтвер за управување со ниска енергија, софтвер за управување со ниска енергија, софтвер за управување со енергија, UM3051, софтвер

Референци

• Упатство за употреба