加快针对物联网应用的Bluetooth®连接的设计
在讨论ATBTLC1000-XPro蓝牙低功耗法规之前。扩展板,让我们快速看一下板上使用的ATBTLC1000无线微控制器。
该SoC器件包括一个ARM Cortex-M0微控制器,一个2.4 GHz无线收发器,128 kB RAM,128 kB ROM以及AES-128和SHA-256硬件加速计。此外,该器件还提供了全系列的GPIO和串行主/从SPI,I2C主/从和UART接口连接。
该器件还具有集成的DC / DC转换器和电源管理单元(PMU),相结合可帮助SoC实现许多超低功耗规范。它还包括一个单通道11位ADC,四个PWM端口和通用定时器。
此外,ROM还用于存储适当的Bluetooth Smart协议栈(蓝牙4.1),包括L2CAP服务层协议,安全管理器,属性协议(ATT),通用属性协议(GATT)和通用访问规范(GAP)。特定于应用的规格包括接近度,温度计,心率和血压。
图1显示了该SoC器件的框图。该设备可以使用1.8到4.3 VDC的电池工作。
当使用3.6 V电源时,它在睡眠模式下消耗的电流仅为1.1μA,从而使RAM和RTC保持运行,并且在接收模式下的峰值电流为4.0 mA。图1:ATBTLC1000框图。
许多物联网应用将需要电池供电的设备,在使用过程中需要更换极少的电池。郊区环境通常不是很方便,不远或可能很危险。
在这些地方使用IoT传感器时,由于电池寿命短和对传感器制造商品牌的潜在损害,它们通常会产生高昂的成本。凭借创新的电源架构,ATBTLC1000消除了对外部稳压器和片外组件的需求。
PMU模块具有83%的高能效,包括一个DC / DC降压转换器和一个低压降稳压器(LDO),后者可以转换电池电压并为BLE内核和RF收发器供电。图2:Atmel ATBTLC1000 Xplained Pro扩展板。
就像开始基于新微控制器的设计一样,Atmel的Xplained Pro板系列是一种超快速,便捷的方法。 Xplained Pro电路板由Atmel的集成开发环境平台Atmel Studio支持,该平台配备了Atmel软件框架(ASF),全套的电路板支持驱动程序,代码示例和文档。
并且提供了Atmel的所有AVR和基于ARM的微控制器产品系列。如图2所示,ATBTLC1000扩展板使用标准的连接器接头连接器,可以轻松组合各种连接形式,包括有线和无线,电容式触摸控制,扩展IO以及一系列基于MEMS的传感器。
设计考虑了工程师的需求,这不仅使工程师可以加快产品上市时间,而且还为每块板提供了完整的文档和应用说明,以使工程师对设计更有信心。 ATBTLC1000 Xplained Pro在模块化封装中结合了FCC和ETSI预先认证的无线SoC,数字温度传感器,调试器头支持(UART,I2C和电流计量)和32 kHz晶振。
它可以连接到多个主机MCU Xplained Pro板上。为了简化处理,扩展板和Atmel SAML21 Xplained Pro板作为完整套件提供,或者您可以单独购买MCU板。
任何Xplained Pro平台的入门都非常简单。开始之前,您需要从Atmel网站免费下载Atmel Studio(当前版本7)。
下载包中包含Atmel软件框架,因此您可以随时使用代码示例。安装后,启动Atmel Studio,然后将扩展板连接到您的微控制器板上。
Atmel Studio将自动检测它连接到哪种MCU和扩展板,并显示该组合的登录页面。登录页面提供了相关的文档和规范,供您选择启动Atmel软件框架以访问示例应用程序。
如前所述,ATBTLC1000 SoC具有智能蓝牙链接控制器,该控制器强制主机微控制器执行所有标准的蓝牙服务器和客户端操作,例如GAP和GATT。 SoC通过片上固件提供所有BLE 4.1链路层和应用规范功能。
Atmel提供了一个适配器API,用于与链路层固件进行通信。图3:ATBTLC1000智能链路控制器主机连接图。
Atmel的API使用直接编程模型,该模型通常包含三个操作组,即平台/链接控制器初始化,设备配置以及事件处理和监视。图4显示了一个简单的应用程序流程。