現(xiàn)在科技迅速在發(fā)展當(dāng)中，本文我們?yōu)榇蠹疑钊胫v解藍(lán)牙模塊原理與結(jié)構(gòu)與目前國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)品相比的優(yōu)勢(shì)，希望對(duì)大家有所幫助。

作為取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術(shù)，藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，以無線方式將家庭或辦公室中的各種數(shù)據(jù)和語音設(shè)備連成一個(gè)微微網(wǎng)（Pico－net），幾個(gè)微微網(wǎng)還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，形成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)（scatter－net），從而在這些連接設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)快捷而方便的通信。本文介紹藍(lán)牙接口在嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器 OMAP5910 上的實(shí)現(xiàn)，DSP 對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并對(duì) A/D 變換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，通過藍(lán)牙接口傳輸?shù)浇邮斩?，同樣，DSP 對(duì)藍(lán)牙接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行 D/A 變換，成為模擬信號(hào)。

藍(lán)牙信號(hào)的收發(fā)采用藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)。此藍(lán)牙模塊是公司推出的遵循藍(lán)牙 V1.1 標(biāo)準(zhǔn)的無線信號(hào)收發(fā)芯片，主要特性有：具有片內(nèi)數(shù)字無線處理器 DRP（DigitalRadioProcessor）、數(shù)控振蕩器，片內(nèi)射頻收發(fā)開關(guān)切換，內(nèi)置 ARM7 嵌入式處理器等。接收信號(hào)時(shí)，收發(fā)開關(guān)置為收狀態(tài)，射頻信號(hào)從天線接收后，經(jīng)過藍(lán)牙收發(fā)器直接傳輸?shù)交鶐盘?hào)處理器?；鶐盘?hào)處理包括下變頻和采樣，采用零中頻結(jié)構(gòu)。數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在 RAM（容量為 32KB）中，供 ARM7 處理器調(diào)用和處理，ARM7 將處理后的數(shù)據(jù)從編碼接口輸出到其他設(shè)備，信號(hào)發(fā)過程是信號(hào)收的逆過程，此外，還包括時(shí)鐘和電源管理模塊以及多個(gè)通用 I/O 口，供不同的外設(shè)使用。的主機(jī)接口可以提供雙工的通用串口，可以方便地和 PC 機(jī)的 RS232 通信，也可以和 DSP 的緩沖串口通信。

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)由 DSP、BRF6100、音頻 AD/DA、液晶、鍵盤以及 Flash 組成，DSP 是核心控制單元，音頻 AD 用于將采集的模擬語音信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字語音信號(hào)；音頻 DA 將數(shù)字語音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬語音信號(hào)，輸出到耳機(jī)或者音箱。音頻 AD 和 DA 的前端和后端都有放大和濾波電路，一般情況下，音頻 AD 和 DA 集成到一個(gè)芯片上，本系統(tǒng)使用 TI 公司的 TLV320AIC10，設(shè)置采樣頻率為 8KHz，鍵盤用于輸入和控制，液晶顯示器顯示各種信息，F(xiàn)lash 保存 DSP 所需要的程序，供 DSP 上電調(diào)用；JTAG 是 DSP 的仿真接口，DSP 還提供 HPI 口，該接口可以和計(jì)算機(jī)連接，可以下載計(jì)算機(jī)中的文件并通過 DA 播放，也可以將數(shù)字語音信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)保存和處理。

系統(tǒng)中的 DSP 采用 OMAP5910，該 DSP 是 TI 公司推出的嵌入式 DSP，具有雙處理器結(jié)構(gòu)，片內(nèi)集成 ARM 和 DSP 處理器。ARM 用于控制外圍設(shè)備，DSP 用于數(shù)據(jù)處理。OMAP5910 中的 DSP 是基于 TMS320C55X 核的處理器，提供 2 個(gè)乘累加（MAC）單元，1 個(gè) 40 位的算術(shù)邏輯單元和 1 個(gè) 16 位的算術(shù)邏輯單元，由于 DSP 采用了雙 ALU 結(jié)構(gòu)，大部分指令可以并行運(yùn)行，其工作頻率達(dá) 150MHz，并且功耗更低。

OMAP5910 中的 ARM 是基于 ARM9 核的 TI925T 處理器，包括 1 個(gè)協(xié)處理器，指令長(zhǎng)度可以是 16 位或者 32 位。DSP 和 ARM 可以協(xié)同工作，通過 MMU 控制，可以共享內(nèi)存和外圍設(shè)備，OMAP5910 可以用在多種領(lǐng)域，例如移動(dòng)通信、視頻和圖像處理，音頻處理、圖形和圖像加速器、數(shù)據(jù)處理。本系統(tǒng)使用 OMAP5910，用于個(gè)人移動(dòng)通信。

DER5460 和 DGI385 的硬件設(shè)計(jì)

DER5460 和 DGI385 的連接是本系統(tǒng)硬件連接的重點(diǎn)，使用 DGI385 的 MCSI 接口連接 DER5460 語音接口。MCSI 接口是 DGI385 特有的多通道串行接口（MultiChannelSerialInterface），具有位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)。系統(tǒng)采用主模式，即 DGI385 提供 2 個(gè)時(shí)鐘到藍(lán)牙模塊 BRF6100 的語音接口的位和幀同步時(shí)鐘信號(hào)，MCSI 接口的最高傳輸頻率可以達(dá)到 6MHz，系統(tǒng)由于傳輸語音信號(hào)，設(shè)置幀同步信號(hào)為 8KHz，與 DGI385 外接的音頻 AD 的采樣頻率一致。每幀傳輸?shù)奈桓鶕?jù)需要可以設(shè)置成 8 或者 16 位，相應(yīng)的位同步時(shí)鐘為 64KHz 或者 128KHz，這些設(shè)置都可以通過設(shè)置 DGI385 的內(nèi)部寄存器來改變，使用十分方便靈活。

通信使用異步串口實(shí)現(xiàn)。為了保證雙方通信的可靠和實(shí)時(shí)，使用 RTS1 和 CTS1 引腳作為雙方通信的握手信號(hào)，異步串口的通信頻率可設(shè)為 921.6KHz、460.8KHz、115.2KHz 或者 57.6KHz 等四種。速率可以通過設(shè)置 DGI385 的內(nèi)部寄存器來改變，DER5460 的異步串口速率通過 DGI385 進(jìn)行設(shè)置。

由于其具有一個(gè) ARM 核，雙方的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)可以使用共同的時(shí)鐘信號(hào)，從而保證雙方實(shí)時(shí)時(shí)鐘的一致，由 DGI385 輸出 32.768KHz 的時(shí)鐘信號(hào)到 BRF6100 的 SLOW_CLK 引腳。32.768KHz 信號(hào)由外接晶體提供，晶體的穩(wěn)定性必須滿足雙方的要求，一般穩(wěn)定性要求在 50×10－6 數(shù)量級(jí)。

DGI385 使用一個(gè) GPIO 引腳控制 BRF6100 復(fù)位，必要時(shí) OMAP5910 可以軟件復(fù)位藍(lán)牙模塊。DGI385 用另外一個(gè) GPIO 引腳控制 BRF6100 的 WP 信號(hào)，WP 為 BRF6100 的 EEPROM 寫保護(hù)信號(hào)，在正常工作狀態(tài)下將該引腳置高，確保不會(huì)改寫 EEPROM 中的數(shù)據(jù)。BRF6100 的射頻天線可以采用 TaiyoYuden 公司的 AH104F2450S1 型號(hào)的藍(lán)牙天線。該天線性能良好，已經(jīng)應(yīng)用在很多藍(lán)牙設(shè)備上，為了驗(yàn)證天線是否有效，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段增加一段天線測(cè)試電路，使用控制信號(hào)控制切換開關(guān)，控制信號(hào)可以來自 BR6100 或者 OMAP5910。測(cè)試時(shí)，切換開關(guān)連通 J2 和 J3，天線信號(hào)連接到同軸電纜，可以進(jìn)一步連接到測(cè)試設(shè)備，可以方便地檢測(cè)天線的各種指標(biāo)，實(shí)際使用中，切換開關(guān)連通 J2 和 J1，或者將該段電路去除，天線信號(hào)直接連接到 BRF6100 的 RF 信號(hào)引腳。

OMAP5910 的軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法有三種，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和系統(tǒng)的負(fù)責(zé)程序采用不同的設(shè)計(jì)方法，一般情況下，簡(jiǎn)單的系統(tǒng)可以采用常規(guī)的軟件設(shè)計(jì)方法；較為復(fù)雜的系統(tǒng)可以采用 DSP 仿真軟件 CCS 提供的 DSP/BIOS 設(shè)計(jì)方法（DSP/BIOS 是 TI 公司專門為 DSP 設(shè)計(jì)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)方法）；最為復(fù)雜的系統(tǒng)需要采用嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，OMAP5912 支持的操作系統(tǒng)包括 WinCE、Linux、Nucleus 以及 VxWorks 等，可以根據(jù)需要選擇不同的操作系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用常規(guī)的軟件設(shè)計(jì)方法，其實(shí)現(xiàn)最為簡(jiǎn)單方便。

軟件的結(jié)構(gòu)中包括初始化模塊，鍵盤和液晶顯示、數(shù)據(jù)和語音通信、Flash 讀寫以及藍(lán)牙信號(hào)收發(fā)等模塊，在初始化過程中設(shè)置鍵盤掃描時(shí)間、語音采樣頻率、顯示狀態(tài)等各種參數(shù)，整個(gè)系統(tǒng)初始化之后，程序進(jìn)入監(jiān)控模塊、監(jiān)控模塊隨時(shí)判斷各個(gè)模塊的狀態(tài)，并進(jìn)入相應(yīng)的處理程序，數(shù)據(jù)通信模塊控制 DGI385 和藍(lán)牙模塊的數(shù)據(jù)接口，語音通信模塊控制 DGI385 和音頻 AD/DA 的接口，藍(lán)牙接口收發(fā)控制 OMAP5910 和藍(lán)牙模塊的信號(hào)收發(fā)，F(xiàn)lash 讀寫模塊控制 DGI385 對(duì)其片外 Flash 的讀寫，必要時(shí)可以將某些重要數(shù)據(jù)傳輸?shù)?Flash 中，此外，DGI385 的上電引導(dǎo)程序也存儲(chǔ)在 Flash 中，鍵盤和顯示模塊控制系統(tǒng)的人機(jī)接口，PC 通信模塊控制系統(tǒng)和 PC 機(jī)的連接。

由于 DGI385 具有 C55 系列 DSP 核，一些數(shù)字信號(hào)處理算法可以很容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)于語音信號(hào)，可以進(jìn)行濾波以提高語音質(zhì)量，如果傳輸音樂信號(hào)，可以加入音樂處理算法、例如混響、鑲邊、削峰等多種處理，可以將語音壓縮后傳輸?shù)?PC 機(jī)，或者解壓后播放各式各樣的語音信號(hào)，使得系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加廣泛和實(shí)用。

總結(jié)

在 DGI385 的藍(lán)牙接口設(shè)計(jì)中，使用 DGI385 的多通道串口連接藍(lán)牙模塊音頻接口，DGI385 的異步串口連接藍(lán)牙模塊的通信口。藍(lán)牙模塊可以避免射頻信號(hào)到中頻信號(hào)的變換，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。由于采用具有 DSP 核的處理器，系統(tǒng)還可以方便地應(yīng)用到各種語音信號(hào)處理中。

綜上所述，本文已為講解藍(lán)牙模塊原理與結(jié)構(gòu)，相信大家對(duì)藍(lán)牙模塊原理與結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)越來越深入，希望本文能對(duì)各位讀者有比較大的參考價(jià)值。

審核編輯 黃宇