Software STMicroelectronics UM3051 e X-CUBE-BLEMGR Bluetooth Low Energy Manager
Zavedení
X-CUBE-BLEMGR je rozšiřující softwarový balíček pro STM32Cube pro správce Bluetooth® Low Energy a běží na STM32. Tento rozšiřující software zahrnuje knihovnu STM32_BLE_Manager, která poskytuje rozhraní API pro správu služby Bluetooth® LowEnergy podle rozhraní API BlueNRG-MS, BlueNRG-1, BlueNRG-2 a BlueNRG-LP.
Rozšíření softwaru X-CUBE-BLEMGR pro STM32Cube
Nadview
Softwarový balíček X-CUBE-BLEMGR rozšiřuje funkcionalitu STM32Cube a pomáhá uživatelům spravovat konektivitu Bluetooth® Low Energy, např.ample pomocí mobilní aplikace, jako je STBLESensor. Klíčové vlastnosti jsou:
- Sampimplementace připojení Bluetooth® Low Energy k mobilní aplikaci STBLESensor
- Knihovna STM32_BLE_Manager pro správu služby Bluetooth® Low Energy podle rozhraní API Bluetooth® Low Energy
- Sample aplikace, které může vývojář použít k zahájení experimentování s kódem
- Odkazy na bezplatné aplikace pro Android a iOS, které lze používat se sample aplikace
- Snadná přenositelnost mezi různými rodinami MCU díky STM32Cube
- Bezplatné, uživatelsky přívětivé licenční podmínky
SampAplikace vytváří následující služby Bluetooth® Low Energy:
- první služba odhaluje následující vlastnosti:
- náhodné hodnoty teploty, tlaku a vlhkosti (náhodně vyhodnocovány pomocí speciální funkce)
- náhodné hodnoty pro čtveřice (náhodně vyhodnocené pomocí vyhrazené funkce)
- druhou je služba Console, která zahrnuje dvě vlastnosti:
- stdin/stdout s obousměrnou komunikací mezi klientem a serverem
- stderr pro jednosměrný kanál z vývojové desky STM32 Nucleo do zařízení Android/iOS
- poslední služba se používá pro zapnutí/vypnutí LED a pro účely konfigurace
Architektura
Navrhovaný software je založen na STM32CubeHAL, balíček rozšiřuje STM32Cube tím, že poskytuje balíček podpory desky (BSP) pro síťový procesor BlueNRG-2 (zabudovaný v modulu BlueNRG-M2SP) a middlewarové komponenty pro komunikaci s dalšími Bluetooth® Low Energy zařízení. Implementace využívá strategie s nízkou spotřebou energie vhodné pro tuto oblast použití, v souladu s jádrem specifikace Bluetooth® Low Energy 5.2 (X-NUCLEO-BNRG2A1) pro vývojové desky STM32 Nucleo. Poskytnuté ovladače abstrahují nízkoúrovňové hardwarové detaily, takže middlewarové komponenty a aplikace mohou běžet nezávisle na hardwaru. Balení obsahuje jakoampAplikace pro přenos náhodně vyhodnocených hodnot (teplota, vlhkost, tlak, čtveřice) do zařízení podporujícího technologii Bluetooth® Low Energy, jako je smartphone se systémem Android™ nebo iOS™. Softwarové vrstvy používané aplikačním softwarem pro přístup a použití rozšiřující desky senzoru jsou:
- Vrstva HAL STM32Cube: sestává z jednoduchých, obecných a víceinstančních rozhraní API (rozhraní pro programování aplikací), která komunikují s aplikacemi, knihovnami a zásobníky vyšší vrstvy. Tato generická a rozšiřující rozhraní API jsou založena na společném rámci, takže překrývající se vrstvy, jako je middleware, mohou fungovat bez potřeby specifických hardwarových informací mikrokontrolérů (MCU). Tato struktura zlepšuje znovupoužitelnost kódu knihovny a zaručuje snadnou přenositelnost mezi jinými zařízeními.
- Vrstva balíku podpory desky (BSP): poskytuje softwarovou podporu pro periferie desky STM32 Nucleo, kromě MCU. Tato specifická rozhraní API poskytují programovací rozhraní pro určité periferie specifické pro desky, jako jsou LED diody, uživatelská tlačítka atd., a lze je také použít k načtení informací o verzi jednotlivých desek. Poskytuje také podporu pro inicializaci, konfiguraci a čtení dat.
Obrázek 1. Architektura softwaru X-CUBE-BLEMGR
Struktura složek
Obrázek 2. Struktura složek balíčku X-CUBE-BLEMGR
V softwarovém balíčku jsou zahrnuty následující složky:
- Dokumentace: obsahuje zkompilovaný HTML file generované ze zdrojového kódu, popisující softwarové komponenty a API.
- Ovladače: obsahuje ovladače HAL, ovladače specifické pro každou podporovanou desku nebo hardwarovou platformu, včetně součástí na desce a vrstvu abstrakce hardwaru nezávislou na dodavateli CMSIS pro řadu procesorů Cortex-M.
- Middlewares: obsahuje knihovny a protokoly pro BlueNRG-2 Bluetooth® Low Energy a Bluetooth® Low Energy manager.
- Projekty: obsahuje asampaplikace, kterou může vývojář použít k zahájení experimentování s kódem, který uživatelům pomůže spravovat konektivitu Bluetooth® Low Energy, např.ample s mobilní aplikací, jako je STBLESensor, a poskytované pro NUCLEO-L476RG prostřednictvím IAR Embedded Workbench for ARM, RealView Microcontroller Development Kit (MDK-ARM) a vývojová prostředí STM32CubeIDE.
Proces instalace
Binární adresář balíčku obsahuje obrázek (ve formátu .bin) pro podporovanou platformu. Tento obrázek lze přímo přenést do podporované vývojové desky STM32 Nucleo pomocí programu STM32CubeProgrammer nebo pomocí přetažení.
Obrázek 3. Binární složka X-CUBE-BLEMGR
API
Podrobné technické informace o API dostupných pro uživatele lze nalézt v kompilovaném HTML file umístěnou ve složce „Dokumentace“ softwarového balíku, kde jsou plně popsány všechny funkce a parametry.
Samppopis aplikace
A sampAplikace je k dispozici ve složce projektů pro rozšiřující desku X-NUCLEO-BNRG2A1 připojenou k vývojové desce NUCLEO-L476RG. Projekty připravené k sestavení jsou k dispozici pro více IDE. Můžete nastavit okno terminálu pro příslušný komunikační port UART pro řízení inicializační fáze.
Obrázek 4. Nastavení terminálu
Když poprvé stisknete tlačítko reset na vývojové desce NUCLEO-L476RG, aplikace:
- spustí inicializaci UART
- určuje, která rozšiřující deska BlueNRG je připojena k desce STM32 Nucleo
- rozpozná informace o verzi hardwaru a firmwaru
- zobrazuje náhodnou Bluetooth® Low Energy MAC adresu
- inicializuje službu Bluetooth® Low Energy (teplota, vlhkost, tlak, LED a vlastnosti SensorFusion)
- inicializuje službu konzoly Bluetooth® Low Energy přidáním charakteristik stdin/stdout a stderr
- inicializuje službu konfigurace Bluetooth® Low Energy
Obrázek 5. Inicializace výstupu UART
Když je k desce NUCLEO-L476RG připojeno zařízení Android/iOS, je možné ovládat data přenášená deskou.
Obrázek 6. Výstup UART připojen
Klientská aplikace STBLESensor pro Android a iOS
Software X-CUBE-BLEMGR pro STM32Cube je kompatibilní s aplikací STBLESensor Android (verze 4.15.0 nebo vyšší) nebo iOS (verze 4.15.0 nebo vyšší) dostupnou v obchodech Google Play nebo iOS. V tomto příkladu používáme aplikaci pro Androidample. Po připojení STBLESensor zobrazí hlavní stránku níže. Zobrazuje náhodné hodnoty teploty, tlaku a vlhkosti.
Obrázek 7. Údaje o životním prostředí
Následující stránka ukazuje krychli, která se otáčí od hodnot náhodných čtveřic.
Obrázek 8. Data MEMS
Obrázek 9. Vynesení dat
Na následující stránce je zobrazeno ovládání zapnutí/vypnutí LED.
Obrázek 10. LED ovládání
Na konfigurační stránce desky můžete vidět několik podrobností o firmwaru.
Obrázek 11. Zpráva představenstva (1 ze 2)
Obrázek 12. Zpráva představenstva (2 ze 2)
Průvodce nastavením systému
Popis hardwaru
STM32 Nucleo
Vývojové desky STM32 Nucleo poskytují uživatelům cenově dostupný a flexibilní způsob testování řešení a vytváření prototypů s jakoukoli řadou mikrokontrolérů STM32. Podpora konektivity Arduino a morfo konektory ST usnadňují rozšíření funkčnosti otevřené vývojové platformy STM32 Nucleo o širokou škálu specializovaných rozšiřujících desek, ze kterých si můžete vybrat. Deska STM32 Nucleo nevyžaduje samostatné sondy, protože integruje debugger/programátor ST-LINK/V2-1. Deska STM32 Nucleo je dodávána s komplexní softwarovou knihovnou STM32 HAL spolu s různým baleným softwarem např.ampsoubory pro různá IDE (IAR EWARM, Keil MDK-ARM, STM32CubeIDE, embed a GCC/ LLVM). Všichni uživatelé STM32 Nucleo mají bezplatný přístup k vestavěným online zdrojům (kompilátor, C/C++ SDK a vývojářská komunita) na www.mbed.org, aby mohli snadno vytvářet kompletní aplikace.
Obrázek 13. Deska STM32 Nucleo
Rozšiřující deska X-NUCLEO-BNRG2A1
Rozšiřující deska X-NUCLEO-BNRG2A1 poskytuje konektivitu Bluetooth® Low Energy pro vývojářské aplikace a lze ji zapojit do vývojové desky STM32 Nucleo (např.ample, NUCLEO-L476RG s mikrokontrolérem STM32 s ultranízkou spotřebou) prostřednictvím konektorů Arduino UNO R3. Rozšiřující deska obsahuje modul aplikačního procesoru BlueNRG-M5.2SP kompatibilní s Bluetooth® v2 a certifikovaný FCC na bázi ST BlueNRG-2 System-on-Chip. Tento SoC spravuje kompletní Bluetooth® Low Energy stack a protokoly na svém jádru Cortex-M0 a programovatelné flash paměti, které mohou pojmout vlastní aplikace vyvinuté pomocí SDK. Modul BlueNRG-M2SP podporuje režimy master a slave, zvýšené přenosové rychlosti s prodloužením délky dat (DLE) a bezpečnostní šifrování AES-128. X-NUCLEO-BNRG2A1 se propojuje s mikrokontrolérem STM32 Nucleo prostřednictvím připojení SPI a pinů GPIO, z nichž některé lze konfigurovat prostřednictvím hardwaru.
Obrázek 14. Rozšiřující deska X-NUCLEO-BNRG2A1 BLE
Nastavení hardwaru
Jsou zapotřebí následující hardwarové komponenty:
- Jedna vývojová platforma STM32 Nucleo (objednací kód: NUCLEO-L476RG)
- Jedna rozšiřující deska Bluetooth® Low Energy (objednací kód: X-NUCLEO-BNRG2A1)
- Jeden USB kabel USB typu A až Mini-B pro připojení STM32 Nucleo k počítači
2.3 Nastavení softwaru
K nastavení vhodného vývojového prostředí pro vytváření aplikací pro STM32 Nucleo vybavené senzory a rozšiřující deskou BlueNRG jsou nutné následující softwarové komponenty:
- X-CUBE-BLEMGR: software pro správu Bluetooth® Low Energy pro STM32Cube. Firmware X-CUBE-BLEMGR a související dokumentace je k dispozici na www.st.com.
- Řetězec vývojových nástrojů a kompilátor: rozšiřující software STM32Cube podporuje tři následující prostředí:
- IAR Embedded Workbench for Arm (IAR-EWARM) toolchain + ST-LINK
- NemovitýView Sada nástrojů pro vývoj mikrokontroléru (MDK-ARM-STM32) + ST-LINK
- STM32CubeIDE + ST-LINK
Po výběru jednoho z integrovaných vývojových prostředí podporovaných rozšiřujícím softwarem STM32Cube postupujte podle systémových požadavků a informací o nastavení, které poskytuje vybraný poskytovatel IDE.
Nastavení systému
Nastavení rozšiřující desky STM32 Nucleo a senzoru
Vývojová deska STM32 Nucleo integruje debugger/programátor ST-LINK/V2-1. Vývojář si může stáhnout příslušnou verzi ovladače ST-LINK/V2-1 USB z STSW-LINK009. Rozšiřující desku X-NUCLEO-BNRG2A1 BlueNRG Bluetooth® Low Energy lze snadno připojit k STM32 Nucleo prostřednictvím rozšiřujícího konektoru Arduino UNO R3, jak je znázorněno na obrázku níže.
Obrázek 15. X-NUCLEO-BNRG2A1 a NUCLEO-L476RG
Nastavení X-NUCLEO-BNRG2A1
Níže popsaný postup je nutný, aby knihovna BlueNRG-2 správně fungovala s firmwarem zabudovaným v modulu X-NUCLEO-BNRG2A1 Bluetooth® Low Energy.
- Krok 1. Připájejte rezistor 0 Ohm k R117 na rozšiřující desce X-NUCLEO-BNRG2A1.
- Krok 2. Aktualizujte modul X-NUCLEO-BNRG2A1 Bluetooth® Low Energy prostřednictvím ST-LINK/V2-1 a nástroje STSW-BNRGFLASHER flasher.
- Krok 3. Připojte kolíky X-NUCLEO-BNRG2A1 J12 ke kolíkům ST-LINK/V2-1 pomocí přiloženého 5vodičového kabelu, jak je znázorněno na obrázku níže a podrobně uvedeno v tabulce 1.
Obrázek 16. Spojení mezi rozšiřující deskou X-NUCLEO-BNRG2A1 a ST-LINK/V2-1
Tabulka 1. Zapojení kolíků X-NUCLEO-BNRG2A1 a ST-LINK/V2-1
- Krok 4. Nainstalujte STSW-BNRGFLASHER a otevřete jej.
- Krok 5. Vyberte kartu SWD.
Obrázek 17. STSW-BNRGFLASHER – záložka SWD
- Krok 6. Vymažte BlueNRG-2 flash paměť.
Obrázek 18. STSW-BNRGFLASHER – hromadné mazání
- Krok 7. Stáhněte si firmware Link Layer Only pro modul Bluetooth® Low Energy.
- Krok 8. Nahrajte firmware Link Layer Only do STSW-BNRGFLASHER a stiskněte tlačítko [Flash].
Obrázek 19. STSW-BNRGFLASHER – Tlačítko Flash
- Krok 9. Chcete-li obnovit firmware vestavěného modulu Bluetooth® Low Energy X-NUCLEO-BNRG2A1, opakujte postup s použitím následujícího obrazu firmwaru: DTM_Full.bin. V případě problémů během procesu aktualizace zavřete před opakováním postupu propojku X-NUCLEO-BNRG2A1 J15.
Historie revizí
Tabulka 2. Historie revizí dokumentu
DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ – ČTĚTE POZORNĚ
STMicroelectronics NV a její dceřiné společnosti (“ST”) si vyhrazují právo provádět změny, opravy, vylepšení, úpravy a vylepšení produktů ST a/nebo tohoto dokumentu kdykoli bez upozornění. Kupující by měli před zadáním objednávky získat nejnovější relevantní informace o produktech ST. Produkty ST jsou prodávány v souladu s prodejními podmínkami ST platnými v době potvrzení objednávky. Kupující jsou výhradně odpovědní za výběr, výběr a použití produktů ST a ST nepřebírá žádnou odpovědnost za pomoc s aplikací nebo design produktů kupujících. Společnost ST zde neuděluje žádnou výslovnou ani předpokládanou licenci k právu duševního vlastnictví. Další prodej produktů ST s ustanoveními odlišnými od informací uvedených v tomto dokumentu ruší jakoukoli záruku poskytnutou společností ST na takový produkt. ST a logo ST jsou ochranné známky společnosti ST. Další informace o ochranných známkách ST najdete na www.st.com/trademarks. Všechny ostatní názvy produktů nebo služeb jsou majetkem jejich příslušných vlastníků. Informace v tomto dokumentu nahrazují a nahrazují informace dříve uvedené v předchozích verzích tohoto dokumentu. © 2022 STMicroelectronics – Všechna práva vyhrazena
Dokumenty / zdroje
 |
Software STMicroelectronics UM3051 e X-CUBE-BLEMGR Bluetooth Low Energy Manager [pdfUživatelská příručka UM3051, e X-CUBE-BLEMGR Bluetooth Low Energy Manager Software, Bluetooth Low Energy Manager Software, Low Energy Manager Software, Energy Manager Software, UM3051, Software |
