CC2640R2F之central程序講解（上）

原創博客，如有轉載，註明出處——在金華的電子民工林。
當初本人寫在另外一個論壇上，現在移到這邊來。希望幫到更多人。
本文采用的是CC2640R2F1.40協議棧版本。高階版本可做參考。
做完一個central程序，就記一下流水，大致寫下自己從一個工程如何從0開始做。
每個人接到一個項目任務，相信不僅僅是程序上的編寫，還有整個工程的管理，這些做的好，以後自己修改方便，移植也方便，所以這次記下自己的流水賬，用來拋磚引玉，供大家參考。
首先，我用的是CCS，說實話，寫CC2640R2F強烈推薦使用CCS，非常方便，好用，還便於管理，移植等等。
由於CCS，對於每個工程，使用的是workspace，其實就是一個文件夾，攜帶了一個工程的各種配置和程序而已。對於我們使用者來說，一個workspace就是一個工程了。我的個人習慣是把所有CC2640R2F的workspace集中在一個工作盤符（在公司裏是D盤）的一級子目錄下，這樣更便於管理，注意的一點是，所有workspace的路徑，全部使用英文，使用中文字符容易出問題。如下圖：

所以，開啓一個新的工程，第一件事，就是在這個Group目錄下，新建一個文件夾，然後修改成工程的名字，打開CCS，有個switch workspace選項，將workspace指向這個文件夾，一個新的工程開始！
注：以後所有切換工程，都是通過這個切換。
注：有過工程導入經驗的，及看過香瓜寫的《簡單粗暴學藍牙》的跳過以下分割線部分

建好workspace以後，就是導入工程了，**CCS的一個優點，就是原廠的協議棧，和我們寫的工程是分離的，我們導入工程，只是對工程的一個複製，從安裝文件夾複製到我們的workspace裏而已，所以就不怕我們不小心修改到哪裏了，導致沒有原廠協議棧參考。**我這次是寫一個central工程，那麼我就導入central的工程就行了，我是默認安裝協議棧在C盤的，所以協議棧在C盤的ti文件夾下，各個demo路徑如下圖：

好了，導入以後，基本工作就差最後一步了，就是先編譯stack_library,再編譯app。記住這個順序。編譯通過了，那正式開始搞程序了！

…………………………………………………………我是分割線………………………………………………………………………………
學CC2640R2F的第一個入門是軟件的安裝與編譯，第二個入門就是程序從哪裏開始讀。只要搞清楚這兩點，後邊的就是C語言程序閱讀的事了，對於老鳥菜鳥，都是本職工作，相信只要時間花下去，都能有收穫。
那麼現在來說說程序從哪開始讀，對於新手很重要。大家都知道，所有的程序的都是從main開始，新手最頭痛的就是main在哪，現在指給大家：

非常好找，就在app的startup文件夾裏的這個main文件，我們點開，看看都是什麼：

int main()
{
#if defined( USE_FPGA )
  HWREG(PRCM_BASE + PRCM_O_PDCTL0) &= ~PRCM_PDCTL0_RFC_ON;
  HWREG(PRCM_BASE + PRCM_O_PDCTL1) &= ~PRCM_PDCTL1_RFC_ON;
#endif // USE_FPGA

  /* Register Application callback to trap asserts raised in the Stack */
  RegisterAssertCback(AssertHandler);

//  PIN_init(BoardGpioInitTable);
  PIN_init(UserGpioInitTable);
#if defined( USE_FPGA )
  // set RFC mode to support BLE
  // Note: This must be done before the RF Core is released from reset!
  SET_RFC_BLE_MODE(RFC_MODE_BLE);
#endif // USE_FPGA

  // Enable iCache prefetching
  VIMSConfigure(VIMS_BASE, TRUE, TRUE);

  // Enable cache
  VIMSModeSet(VIMS_BASE, VIMS_MODE_ENABLED);

#if !defined( POWER_SAVING ) || defined( USE_FPGA )
  /* Set constraints for Standby, powerdown and idle mode */
  // PowerCC26XX_SB_DISALLOW may be redundant
  Power_setConstraint(PowerCC26XX_SB_DISALLOW);
  Power_setConstraint(PowerCC26XX_IDLE_PD_DISALLOW);
#endif // POWER_SAVING | USE_FPGA

#ifdef ICALL_JT
  user0Cfg.appServiceInfo->timerTickPeriod = Clock_tickPeriod;
  user0Cfg.appServiceInfo->timerMaxMillisecond  = ICall_getMaxMSecs();
#endif  /* ICALL_JT */
  /* Initialize ICall module */
  ICall_init();

  /* Start tasks of external images - Priority 5 */
  ICall_createRemoteTasks();

  /* Kick off profile - Priority 3 */
  GAPCentralRole_createTask();

  /* Kick off application - Priority 1 */
  SimpleBLECentral_createTask();

  /* enable interrupts and start SYS/BIOS */
  BIOS_start();

  return 0;
}

程序簡單明瞭，前面是初始化，後面是任務建立，最終開始跑系統。
眼尖的朋友們應該看到這行代碼了：
// PIN_init(BoardGpioInitTable);
PIN_init(UserGpioInitTable);
是的，協議棧原來的IO口初始化被我替換了！很多朋友問，我自己畫的圖和開發板的線路不一樣，我要把串口放到哪個IO口，IIC放在哪個IO口，應該怎麼修改啊！很簡單啊，自己建立個IO口初始化表就行了啊！IO口想怎麼分配就怎麼分配。
這裏有一個問題，就是在main裏有IO口的初始化，在工程任務裏，又有個IO口初始化，到底是什麼區別？在這裏說一下，main裏的IO口初始化，主要是賦予一個上電的初始狀態，比如有些電路要求上電高電平，有些要求低電平，有些要求懸浮狀態等等，那麼就在main裏進行狀態初始化，在任務裏繼續功能初始化。
我是把自己對IO口的定義表放在了自己新建的一個文件下，IO口的初始化，都是放在這個文件下，就是下圖的UserIO.c和.h，這個文件就是對IO口進行處理的，而且以後所有的工程，這個文件只要拷貝到對應工程workspace下的APP文件夾下即可修改移植，非常方便，不同的工程，不同的IO配置，只需要在自己的文件裏進行修改就可以了，互不干涉。

const PIN_Config UserGpioInitTable[] = {


    USER_UART_RX_PIN | PIN_INPUT_EN | PIN_PUSHPULL,                                              /* UART RX via debugger back channel */
    USER_UART_TX_PIN | PIN_GPIO_OUTPUT_EN | PIN_GPIO_HIGH | PIN_PUSHPULL,                        /* UART TX via debugger back channel */


    PIN_TERMINATE
};

由於我這個項目，沒用到任何IO口，所以就配置了一下串口。這個是初始化上電的狀態。
我們知道一個項目，都是對應一個硬件的，所以IO口的初始化是開始最重要的一環，只有軟硬相匹配，下一步調試起來更方便。
接下來非常重要的一環，就是顯示打印，做嵌入式，所有的程序都在MCU裏跑，怎麼查問題，及怎麼測試自己程序的正確性，就是實現可視化（說一句題外話，可視化是一個大方向，還是未來大有可爲的一個方向，人對世界最主觀的認識，就是靠視覺，你能把什麼不可見的信號，轉爲可視化，做的好就是諾貝爾級的成就。比如熱傳感器，就是將熱量的分佈，進行可視化，這樣是不是很通俗易懂？2017年的諾貝爾獎，就是冷凍電子顯微鏡，就是可視化的一大成就。），我們調試程序，如果能實現串口打印，那對我們整個效率是個非常大的幫助，可以查看關鍵的寄存器，執行的狀態等等，所以我們下面要講的，就是串口的設置，推進項目進展的一大利器！
TI的協議棧工程，都是自帶串口打印顯示的，但是有幾個缺陷，一是IO分配固定，要改就是改底層，二是一些子程序不透明，三，就是需要專門的串口軟件才能正確讀出。優點麼，就是可以直接用，方便，一些字符轉換的子程序都是現成。我傾向於自己寫串口程序，只要寫了一次，以後所有的程序全部可以移植通用，一次付出，高額回報。而且很多人的工程應用本身就要用到串口，一次性解決。
使用自己寫的串口，首先要把協議棧自帶的給屏蔽，方法很簡單，就是在預定義裏，把BOARD_DISPLAY_USE_LCD ，BOARD_DISPLAY_USE_UART ，BOARD_DISPLAY_USE_UART_ANSI這幾個定義全部等於0就可以了。如下圖。

然後自己建一個串口文件，我有上傳在香瓜的CC2640R2F的QQ羣裏，大家可以下來稍作修改，直接使用。這個文件，寫好後，可以隨便移植，各個不同的工程裏各自設置參數，IO口，簡單方便。現在講解下這個串口程序。

UARTCC26XX_Object UseruartCC26XXObjects[CC2640R2_LAUNCHXL_UARTCOUNT];

const UARTCC26XX_HWAttrsV2 UseruartCC26XXHWAttrs[CC2640R2_LAUNCHXL_UARTCOUNT] = {
    {
        .baseAddr       = UART0_BASE,
        .powerMngrId    = PowerCC26XX_PERIPH_UART0,
        .intNum         = INT_UART0_COMB,
        .intPriority    = ~0,
        .swiPriority    = 0,
        .txPin          = USER_UART_TX_PIN,
        .rxPin          = USER_UART_RX_PIN,
        .ctsPin         = PIN_UNASSIGNED,
        .rtsPin         = PIN_UNASSIGNED
    }
};

const UART_Config UserUART_config[CC2640R2_LAUNCHXL_UARTCOUNT] = {
    {
        .fxnTablePtr = &UARTCC26XX_fxnTable,
        .object      = &UseruartCC26XXObjects[CC2640R2_LAUNCHXL_UART0],
        .hwAttrs     = &UseruartCC26XXHWAttrs[CC2640R2_LAUNCHXL_UART0]
    },
};

由於TI寫好的底層配置程序，都是對結構體進行直接操作，所以，我們先定義這幾個結構體。最重要的看UserUART_config這個結構體，裏面包含了三個成員：第一個成員，就是底層程序（包含了初始化，發送接收等等程序）的指針，這個是TI已經寫好的，所以我們把地址賦予。第二個成員是object，這個在初始化之前是空的，就是沒有任何內容，在初始化以後，就會把程序，參數這些分配好的集合，放在這裏，在TI的底層程序裏，就是直接調用object，這個類似於歸類，就是我把幾個人，歸爲A組，那我下次就直接喊，A組，你去做什麼事情，那麼A組的幾個成員自然知道是叫他們做事情，就這麼簡單。
第三個成員是hwAttrs，這個是硬件分配，就是你要設置的對象，在上面的比喻裏，就是我要把哪幾個人分到A組，這個是要在初始化的時候非常明確的，分配好以後，在進行調用就非常方便了。我們看看hwAttrs的成員裏，就包含了硬件IO口的信息，我們把自己工程的硬件IO口，寫到這個成員裏就可以了。當然，這個define我是寫在UserIO.h裏的，因爲這個屬於IO口的分配嘛。
是不是很簡單？
接下來，我們看看初始化，都做了些什麼：

void UserUartInit(void)
{
      UART_Params_init(&Uartparams);                                //初始化是賦予一個默認值
      Uartparams.baudRate      = 115200;
      Uartparams.writeDataMode = UART_DATA_BINARY;                  //可以選擇二進制格式還是10進制格式
      Uartparams.readMode      = UART_MODE_CALLBACK;
      Uartparams.readDataMode  = UART_DATA_BINARY;
      Uartparams.readCallback  = UartreadCallback;
      Uarthandle = UserUART_config[0].fxnTablePtr->openFxn((UART_Handle)&UserUART_config[0],&Uartparams);
//      UARTCC26XX_read(UART_Handle handle, void *buffer, size_t size)
      wantedRxBytes = 20;
      UserUART_config[0].fxnTablePtr->readFxn(Uarthandle,UserrxBuf,wantedRxBytes);
      UserUART_config[0].fxnTablePtr->controlFxn(Uarthandle, UARTCC26XX_CMD_RETURN_PARTIAL_ENABLE,NULL);
}

我們看初始化的第一條子程序UART_Params_init（），這是對一些參數給予一個默認值，這個默認值是TI預先設置的，避免一些新手，沒有完全設置到一些參數，導致程序崩潰，所以，我們先調用這個子程序，對所有參數進行賦予默認值。
接下來，我們對一些至關重要的參數進行自定義賦值，比如波特率，進制格式，接收是選擇回調呢還是等待，接收數據是什麼格式，如果是回調模式，就要設置回調程序的指針，等等，設置好了以後，進行初始化，就是這個openFxn子程序，就是把我們前面定義的結構體，他包含了硬件信息，object，等，與我們要進行設置的參數，進行分配，然後返回一個已經配置好了的handle，很多人糾結這個handle是個什麼玩意，其實這個是給MCU認的，你認人，認臉，認聲音，MCU認這些參數，就是認一個首地址及格式，handle實際就是個首地址，你配置的個個參數存放的首地址。
打開了串口以後，就要開啓串口接收的功能，如果不開啓接收，那麼就只能發送，不能接收了。
其他的，就是串口的讀寫程序，比較簡單，自己看一下羣文件裏串口的那個。
這裏有個注意點，別在串口讀回調裏進行BLE，串口的一些操作，回調程序裏儘量簡單，不對內存進行申請等操作，會直接導致程序崩潰。及其重要，要保持這個習慣，你的程序就會正常很多。就好比你寫裸機，中斷程序裏是越簡短越好，最好就是設置個操作位，到主程序去處理，回調也是一樣。很多人說自己寫RTOS容易崩潰，就是這個原因，在回調裏進行內存申請操作。

現在來看主機的程序。任務初始化不講，就是主機設備初始化，只講解主機的思路。
作爲主機非常簡單，就是掃描去發現從機，決定連接不連接從機，如果連接上了，那就獲得從機的服務，通道信息，然後進行通訊。
官方的程序，這些操作都是用按鍵來輔助完成。
簡單說下官方的流程：
設備初始化結束以後，會打印初始化完成，然後按左邊的鍵，進行掃描。
符合UUID規則的，進行保存，掃描結束後，顯示掃描到的從機，左鍵切換顯示，右鍵發起鏈接。
然後連接上以後，左鍵選擇接下來要進行的讀，寫，等不同操作，右鍵進行確認操作。
簡單來說，流程就是如此，我們來解讀一下幾個重要的程序段。

      if (ICall_fetchServiceMsg(&src, &dest,
                                (void **)&pMsg) == ICALL_ERRNO_SUCCESS)
      {
        if ((src == ICALL_SERVICE_CLASS_BLE) && (dest == selfEntity))
        {
          // Process inter-task message
          SimpleBLECentral_processStackMsg((ICall_Hdr *)pMsg);
        }

        if (pMsg)
        {
          ICall_freeMsg(pMsg);
        }
      }

      // If RTOS queue is not empty, process app message
      if (events & SBC_QUEUE_EVT)
      {
        while (!Queue_empty(appMsgQueue))
        {
          sbcEvt_t *pMsg = (sbcEvt_t *)Util_dequeueMsg(appMsgQueue);
          if (pMsg)
          {
            // Process message
            SimpleBLECentral_processAppMsg(pMsg);

            // Free the space from the message
            ICall_free(pMsg);
          }
        }
      }

如上面程序所示，最主要的是兩個消息事件，這兩個消息有什麼區別？
簡單來講，SimpleBLECentral_processStackMsg這個消息，是BLE協議的信息，屬於HCI層，GATT層的信息，需要非常及時處理的，就是從其他任務（BLE的stack任務裏）傳遞過來的信息。SimpleBLECentral_processStackMsg跳到這個子程序，我們看到，他包含了主機設備狀態改變的信息，回覆消息的信息，這個回覆消息很重要，我們要知道，BLE主從通訊，是一問一答模式，就是說主機發出去一條信息，必定要收到一條從機回覆的消息，如果沒有這條小心，那麼主機就會開始判斷計時，計時超過，判斷斷開。我們執行任何讀，寫操作的回覆，都在這裏，還有從機發送的通知也是在這裏。
SimpleBLECentral_processAppMsg 這個消息，顧名思義，就是我們應用層設定的消息，例程裏，這個信息也包含了上面那個信息。應該是Stack的消息需要更緊急處理，而app的任務，是在有隊列的時候，可以延後處理。

我們現在來看消息處理裏比較關鍵的子程序SimpleBLECentral_processRoleEvent，這個裏面主要處理的形參是BLE的操作代碼，就是central的狀態，我們一次分析如下幾個操作代碼：
GAP_DEVICE_INIT_DONE_EVENT：設備初始化完成，就是我們初始化註冊了主機以後，底層完成以後，會通過這個通知應用。
GAP_DEVICE_INFO_EVENT：這個是掃描到信息的消息，只有在發起掃描後發現設備，纔會進入這裏，否則是不會進入這裏的，切記。例程裏，就是在這裏過濾從機的，只有UUID符合的，纔會保存這個從機，我們可以根據自己的需求，在這裏修改。
這個狀態很重要，我們掃描到廣播，會進來這裏，發送掃描迴應，也會進入這裏。如何判斷是廣播和還是掃描迴應？我們看這個形參:

pEvent->deviceInfo,這個形參是一個結構體，結構體的定義跳過去如下：
typedef struct
{
  osal_event_hdr_t  hdr;    //!< @ref GAP_MSG_EVENT and status
  uint8 opcode;             //!< @ref GAP_DEVICE_INFO_EVENT
  uint8 eventType;          //!< Advertisement Type: @ref GAP_Adv_Report_Types
  uint8 addrType;           //!< address type: @ref GAP_Addr_Types
  uint8 addr[B_ADDR_LEN];   //!< Address of the advertisement or SCAN_RSP
  int8 rssi;                //!< Advertisement or SCAN_RSP RSSI
  uint8 dataLen;            //!< Length (in bytes) of the data field (evtData)
  uint8 *pEvtData;          //!< Data field of advertisement or SCAN_RSP
} gapDeviceInfoEvent_t;

這個結構體裏包含了很多信息，在例程裏，只是提取了pEvtData數據和長度，其實還有好多可以使用，看大家自己的具體應用了，比如從機的藍牙地址，RSSI，還有最關鍵的，eventType，這個形參，代表了你現在獲得的是廣播數據還是掃描迴應數據。我們可以通過判斷這個結構體，進行自己想要的操作。
GAP_DEVICE_DISCOVERY_EVENT：這個是掃描完畢的狀態，兩種情況進入這裏，一是掃描的時間到了，二是你主動取消掃描，都會進入這裏。掃描完畢，我們可以在這裏進行發起鏈接的操作。
GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT：這個是建立連接的狀態，例程裏，是在這裏調用了發現所有從機服務的子程序，我們在這裏，也可以做一些狀態指示啊，如果有自定義的加密協議啊，可以在這裏開始一些密碼驗證工作。
GAP_LINK_TERMINATED_EVENT：斷開連接，顧名思義，連接斷開後，會在這裏進行通知。
GAP_LINK_PARAM_UPDATE_EVENT：更新鏈接參數，就是從機開啓了自動更新鏈接參數的話，發送鏈接參數更新命令上來，協議棧就會通知應用層。
這個子程序是非常重要的，他顯示了目前BLE設備的工作狀態，我們都是要根據設備的工作狀態進行相應的操作的！一定要深刻了解這一段程序。

另一個比較關鍵的子程序，就是協議棧的回覆消息處理了，這個子程序SimpleBLECentral_processGATTMsg。
這裏相對比較簡單，主要就是(pMsg->method == ATT_READ_RSP) 對這個形參進行判斷，程序非常好看懂，需要注意的是，我們要添加來自從機NOTIFY的判斷的話，就在這裏加個比較就可以了，如下圖的NOTIFY的定義：

#define ATT_PREPARE_WRITE_REQ            0x16 //!< ATT Prepare Write Request. This method is passed as a GATT message defined as @ref attPrepareWriteReq_t
#define ATT_PREPARE_WRITE_RSP            0x17 //!< ATT Prepare Write Response. This method is passed as a GATT message defined as @ref attPrepareWriteRsp_t
#define ATT_EXECUTE_WRITE_REQ            0x18 //!< ATT Execute Write Request. This method is passed as a GATT message defined as @ref attExecuteWriteReq_t
#define ATT_EXECUTE_WRITE_RSP            0x19 //!< ATT Execute Write Response. This method is passed as a GATT message defines as @ref attHandleValueNoti_t
#define ATT_HANDLE_VALUE_NOTI            0x1b //!< ATT Handle Value Notification. This method is passed as a GATT message defined as @ref attErrorRsp_t
#define ATT_HANDLE_VALUE_IND             0x1d //!< ATT Handle Value Indication. This method is passed as a GATT message defined as @ref attHandleValueInd_t
#define ATT_HANDLE_VALUE_CFM             0x1e //!< ATT Handle Value Confirmation. This method is passed as a GATT message

我這裏只截取了一部分，具體的自己看。ATT_HANDLE_VALUE_NOTI 添加一個(pMsg->method == ATT_HANDLE_VALUE_NOTI ) 的判斷，就可以收到從機的notify信息了。
主機的程序大概流程如下，這是基本思路，至於其他的應用處理，大家根據自己的項目需求，進行修改。這樣一看，主機程序是不是非常簡單？其實BLE的流程本來就是這麼簡單的，主從機結合起來看，更容易懂，不過很多人因爲工作需求，只爲了趕項目，不想從頭開始，只想快速入手進行項目，只能說，自求多福，畢竟BLE裏的小坑還是不少。
最後，希望本帖子能對大家有所幫助。

再次重申：原創博客，如有轉載，註明出處——在金華的電子民工林。

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