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蓝牙与UART:互补合作,相得益彰

蓝牙是一种流行的无线通信标准。因其便捷、易用、并具有可满足当今快速扩展的移动与个人通信应用需求的带宽,该技术的集成在业内迅速扩展。根据 2004年4月In-Stat/MDR 发布的报告,未来支持蓝牙的

蓝牙是一种盛行的无线通讯规范。因其快捷、易用、并具有可满意当今快速扩展的移动与个人通讯运用需求的带宽,该技能的集成在业界敏捷扩展。依据 2004年4月In-Stat/MDR 发布的陈述,未来支撑蓝牙的运用将包含蜂窝电话、无绳电话、接入点、台式电脑、笔记本电脑、内存卡、打印机、数码摄像机和数码相机、广泛的消费类设备(包 括游戏、音箱、机顶盒与MP3播放机等),以及轿车与工业运用等。

蓝牙支撑无线点对点衔接和LAN、移动电话网络、以太网及家庭网络设备等的无线接入。蓝牙可经过这些设备进行无线发射和接纳。它经过一个主机体系和一个主机操控器接口(HCI)发送和接纳发射的数据。

现在,最盛行的HCI是通用异步接纳器与发射器(UART)和通讯串行总线(USB)衔接的,如图1所示。UART一般更受喜爱,因其功用和数据吞吐率水平与USB接口适当,且传输协议较为简略,削减了软件开支,是一种更为经济高效的全硬件解决方案。

估计很大份额的针对通讯运用而开发的蓝牙芯片将在主操控器中包含UART。本文将调查UART作为一个界于主机与蓝牙芯片组/模块之间的桥接设备具有的长处。


图1:蓝牙模块与主机体系的衔接框图

UART概述

UART一般用于与串行输入和串行输出设备之间的通讯。这种传输类型经过献身速度降低了衔接的本钱和复杂性。对许多运用而言,这种折中是抱负的。

UART的发射器和接纳器均供给了串行异步接纳数据同步和数据并转串/串转并功用。这些功用是将串行数据流通换为数字体系所要求的并行数据所必需 的。串行数据流的同步是经过在发送数据中添加开始位和中止位以构成一个数据字符而完结的,并经过给数据字符附加一个奇偶校验位来确保数据完好性。接纳器将 经过该奇偶校验位来检测传输过错。

对主机体系来说,UART就像一个8位的输入和输出端口,主机能够对其进行读写操作。当主机有数据要发送时,它只需将数据按字节格局(8位宽)发送 到UART即可。当UART接纳到来自另一个串行设备的数据时,会把数据缓存在其FIFO中(同样是8位宽),然后经过一个内部寄存器位或硬件中止信号向 主机指示该数据已能够运用。

除发射器和接纳器外,有些UART还整合了如下功用,然后极大地削减了软件开支,进步了体系功率。

● 硬件与软件主动流量操控:主动避免呈现FIFO溢出的情况。假如没有主动流量操控,主机软件必须在接纳FIFO快被填满时当即将其读取至空。

● 较大的FIFO:削减主机处理器花在UART上的时刻。这将使处理器有更多的时刻完结其他使命。

● 更快的波特率和更快的总线拜访:进步整体体系功用。体系可在更少的时刻内发送/接纳更多数据。


图2:F2M01与串行端口衔接器的接口

UART运用于现成的蓝牙模块

选用UART接口可带来的一个长处是可与现成的蓝牙模块一同作业。为了阐明这一硬件接口,咱们将调查一个关于Free2Move蓝牙串行模块(F2M01)的实例。现在市场上有许多与Free2Move插头类似的其他产品,假如它们内嵌了UART,结果是相同的。


图3:Blueberry DATA接口

F2M01在十分小的封装中集成了蓝牙模块,可替换大多数常用的串行端口电缆。运用一类蓝牙,可供给约100m规模的衔接。运用该插头不需求任何外 部驱动器。顺便一个界面友爱的Windows运用程序,用于对通讯形式和波特率进行编程。该Windows运用程序还可经过RTS/CTS信号支撑硬件流 量操控。图2显现了F2M01与一个现有串行端口9引脚衔接器之间的接口。

F2M01需求经过DC衔接器或9引脚RS-232 DSUB衔接器供以4~5V直流电。模块可衔接到任何RS-232串行端口接口,如PC串行端口或任何RS-232 9引脚DSUB衔接器。模块最高速率可达 115.2kb/s。


图4:UART与主机操控器的接口

UART运用于蓝牙芯片组

选用UART作为主机与运用蓝牙芯片组的设备之间的桥接电路是另一种UART具有优势的运用。咱们经过一个飞利浦PCF87752的实例来展现该接口,其他生产厂家的UART蓝牙运用解决方案与此类似。

PCF87752是集成度最高的蓝牙运用单芯片基带解决方案。这一被称为“蓝莓数据”(Blueberry DATA)的解决方案包含了完结蓝牙无线技能完好基带功用性运用所需的悉数要素,是移动电话与核算设备等宿主和嵌入式运用中蓝牙集成的抱负解决方案。

Blueberry DATA的中央处理器是一个嵌入式32位ARM7DMI RISC微操控器,每MHz功耗很低。除了UART外,该芯片还集成了多种工业规范I/O接口,包含USB、I2C和PCM/IOM。因为装备了多种 I/O接口,Blueberry DATA可与广泛的设备进行通讯。UART的简略传输协议可削减软件开支,使之成为一种更为经济高效的硬件解决方案。图3展现了一个此类接口,图4则具体 描绘了UART与主机操控器之间的接口。

很显然,因其功用、快捷和易于布置等长处,蓝牙未来将成为一种盛行的技能,为很多运用所选用。经过与UART相结合,优势一般会进一步扩展。经过 UART的无缝衔接将蓝牙模块集成到主机体系,可为规划人员满意不断增加的更快数据速率需求与习惯现在及未来通讯运用的灵活性供给一种最佳的解决方案。

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