RN4677 Bluetooth RTC Lab 2015_09_24

BT002 RTC Adding RN4677 Bluetooth Datalink to Embedded Systems 2014 Microchip 2015 Microchip Technology Technology Incorporated. Incorporated. All Rights All Reserved. Rights Reserved. MCC 2014 BT002 RTC_TW Slide Slide 1 1

Hands-On Bluetooth Lab Lab 0: 認識 RN4677 PICtail Plus 實驗板 Lab 1: RN4677 基本的設定 ( Command & Data Mode) Lab 2: Device Discovery & Connection Lab 3: Cable Replacement Mode Lab 4: PIC 連接 RN4677 ( 還在寫在寫中 ) 搶先版, 如需更正請通知 : Richard.yang@microchip.com 或 0800-717-718 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 2

RN4677 PICtail Plus 功能支援雙模式 : BT3.0+EDR, BT4.0 BLE 最高傳輸流量 : 3Mbps (Classic), 8Kbps (BLE) RF 接收靈敏度 : -90dBm RF 傳送輸出功率 : Class 2, +2dBm (Typ.) 內建 ROM 及 4Mbit 快閃記憶體 ( 韌體更新 ) 內建 MCP2200 USB to UART 的轉換器 USB 或 PICtail 接腳連線方式選擇保留一個 MFi CP 連接介面 1 LED 驅動模式顯示 USB 5V 供電或 3.3V 直接供電 (RN4677 工作在 3.3V) 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 4

GAP RN4677 支援的藍牙規範 General Access Profile SDP Service Discovery Application Profile SPP Serial Port Profile GATT Generic Attribute Profile 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 5

UART 介面通訊 115.2kbps, N, 8, 1 RN4677 介面使用 ASCII 控制命令, 參考底下手冊 RN41/RN42 Bluetooth Data Module Command Reference User's Guide http://ww1.microchip.com/downloads/en /DeviceDoc/bluetooth_cr_UG-v1.0r.pdf RN4677 PICtail Plus 在網站上可以購買 http://www.microchipdirect.com/productsear ch.aspx?keywords=rn-4677-pictail 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 6

RN4677 PICtail Plus 正面圖示 1 1. RN4677 軟體電源開關, 使用時必須按下 2 8 7 6 2. 從待機模中喚醒按鍵 3. MFi 保密晶片接頭 4. 標準 PICtail 28-pin 排針接腳 5. 指撥開關, 工作模式的設定, 一 3 9 5 般模式需設成全部 OFF ( 詳細設定模式參考後面的說明 ) 6. RN4677 Reset 按鍵 7. LED 顯示 8. RN4677 模組 9. CN1 ~ CN3 模組測試腳位 4 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 7

RN4677 PICtail Plus 背面圖示 10 15 11 13 12 10. Mini USB 接頭 ( 連線及供電 ) 11. MCP2200 USB to UART 轉換 12. 12MHz Crystal 提供 USB 所需的工作頻率 13. MCP2200 Reset 控制電路, 使用 PICtail 連接時, 關閉 MCP2200 的功能 14. PICtail 金手指連接到 Explor-16 實驗板用 15. U2 為 USB 5V 電源轉 3.3V 的穩壓器 14 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 8

工作模式選擇模式定義 : Switch Number 1 2 3 Pin P20 P24 EAN ON Low Low High Function Test Mode High=Disable/ Application Low=Enable/ Test Mode Flash Write High=Disable Low=Enable Boot by Flash or ROM High=ROM Low=Flash 模式設定 : Mode Switch PIN Definition Boot Mode (Write Flash) Test Mode (Write EEPROM) Application Mode 1: ON (P20: LOW) 2: ON (P24: LOW) 3: ON (EAN: HIGH) 1: ON (P20: LOW) 2: OFF (P24: HIGH) 3: OFF (EAN: LOW) 1: OFF (P20: HIGH) 2: OFF (P24: HIGH) 3: OFF (EAN: LOW) ( 更新韌體版本 ) ( 更新 EEPROM 設定資料 ) ( 一般使用模式 ) 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 9

電源供應使用 USB 5V 供電 LDO 降壓為 3.3V 使用 PICtail 供電必須為 3.3V ( 強制 Reset MCP2200) PICtail 3.3V 輸入 SW_ BTN USB Mini USB +5V EXT_3V3 LDO SW_BTN BAT_IN LDC33_O INT_3V3 供電控制 VDD_IO RN4677 D+/D- MCP2200 UART TXD RXD RTX CTS Blue LED 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 13

PICtail / PICtail+ 連接 PICtail Plus 連接到 Explorer-16 PICtail 連接到 PIC18 Explorer PIC Application Code RN4677 PIC Driver PIC EXPLORER 3.3V / UART / GPIO 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 15

Lab 1: 學習目標在這個練習結束後, 您將會學習到 : 連接這實驗板 (RN4677 PICtail Plus) 到 PC 端切換在 command 模式與 data 模式檢視現在的模組的設定模式檢視目前模組所使用的韌體版本設定模組為 master 或 slave 模式 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 17

Lab1 的需求硬體 RN4677 PICtail Plus Mini USB 電纜線有藍牙的筆記型電腦 (Windows XP SP3 以上 ) PC 軟體 MCP2221 Windows Driver (USB to UART) ( 光碟提供 ) 或下載自 www.microchip.com/mcp2200 TeraTerm ( 終端機模擬程式 ) ( 光碟提供 ) Android 手機軟體 RN Bluetooth Chat ( 可在 Play 商店下載 ) Android 4.3 或以後的版本 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 18

Data & Command Modes USB/UART Data Mode ( 開機後內定模式 ) 資料管道 : COM port <==> UART 資料傳輸 : 只要直接送給 UART 然後透過藍牙傳送出去資料接收 : 藍牙接收資料直接讀取字 UART Command Mode ( 使用 $$$ 進入 ) 特殊設定模式的進入 : 在一般模式下連續輸入三個 $ 的字元常用的設定參數 : baud rate, device name, pin code, etc. 透過 UART 或無線端來變更設定參數開機 60 秒計時, 逾時將無法進入設定模式, 重新啟動後方可進入設定模式離開設定模式 : 連續輸入三個 - 的字元 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 19

開始連接 PICtail 實驗板 1. 確定 DIP SW (SW4) 都在 OFF 的位置 Lab1: 安裝 MCP2200 驅動程式 2. 按鍵開關 SW_BTN 需按下 3. 連接 USB 纜線此時藍色 LED 約三秒會閃一次 ( 待機模式 ) 在配對模式下,LED 會每次閃爍兩次 4. 在裝置管理員的連接埠 (COM 和 LPT), 安裝 MCP2200 USB 的驅動程式安裝完成會看到 USB Serial Port (COMxx) 安裝路徑 :.. \RN4677 RTC\DriversMCP2221 Windows Driver 2014-10-09 這裡為 USB 模擬出的 COM7 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 20

Lab1: 設定 Tera Team 的連結 Tera Term 是終端機模擬程式, 用來設定 RN4677 工作模式及顯示資料安裝 Tera Term 程式在 CD-ROM 裡執行 :..\RN4677\Utility Software\ teraterm_utf8-4.52.exe RN4677 內定的基本串列串列通訊的格式 : Baud = 115200 Data = 8 bits Stop = 1 bit Parity = none Flow Control = none 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 21

RN4677 開機內定工作模式開機內定為 Slave 模式, 可以被搜尋個人識別號碼 PIN Code(Personal Identification Number) 1234 串列通訊速度 115.2Kbps, 8 bits, No Parity, 1 Stop 串列通訊流量控制 : Disable Low Power Mode : OFF 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 23

進入 Command Mode 在 Tera Term 輸入 $$$ 後,RN4677 會回應 CMD> 的提示進入 Command Mode 看不到 CMD> 提示或終端機無反應按下 SW3 (Reset) 後重置後, 此時應看到 %REBOOT%? 正確的連線步驟連接 USB 纜線 : PC 到 RN4677 PICtail 裝置管理員下, 檢視連接到那個 COMx 啟動 Tera Term 並設定連接依樣的 COMx 確定在英文鍵盤模式下, 輸入 $$$ 螢幕有回應 CMD> 那就進入了 Command Mode 如失敗, 關閉 Tera Term & 拔掉 USB 後重新依上面的連線步驟再操作一次 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 24

Command Types 命令類型 Set Commands ( 以字母 S 為起頭 ) 改變某些工作方式, 需重新啟動後生效 Get Commands 檢查和顯示顯示所儲存的所儲存的訊息 Change Commands 臨時更改各種設定的值, 如通訊速率, 檢驗值等 Action Commands 執行操作如查詢, 連接等 GPIO Commands 設定操作 I/O 腳 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 25

常用的命令常用的顯示命令 $$$ + D E O V H // 進入基本設定模式 // Echo On, 回應輸入字元 // 顯示基本的設定 // 顯示進階的設定 // 顯示其它的設定 // 顯示模組的韌體版本 // 顯示所有的命令列要離開命令模式, 送出 - - - 字元後即可進入一般模式配對成功後會自動進入一般模式在配對模式模式下, 輸入 $$$ 重新進入命令模式 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 26

Lab 1: 變更藍牙模組名稱改變藍牙設備的名稱藍牙設備名稱是在另一個藍牙裝置所顯示的配對名稱出廠時的內定名稱 : RN4677-wxyz ( 這 wxyz = 是該模組 MAC address 最後兩個 Byte 的值 ) 改變這藍牙裝置名稱, 其命命如下 : SN,my_device_name R,1 驗證這個名稱的改變 : 重新進入命令模式 $$$ 輸入 D 顯示基本設定 // 設定藍牙裝置名稱 // 重新啟動模組, 回到一般模示在命命模式下所做的變更, 建議變更完成後重新下 R,1 的重新啟動命令 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 27

Lab 1: 變更藍牙 UART 通訊 SU,<Baud Rate> 內定 115.2Kbps 9.6K, 19.2K, 38.4K, 57.6K, 115.2K,230.4Kbps SU, 57 // 設成 57.6Kbps SL,<char> E= Even, O=Odd, N=None U,<Baudrate>,<Parity> U,9600,E // 設成 9600bps 及偶數檢查位元 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 29

硬體 RN4677 PICtail Plus Mini USB 電纜線有藍牙的筆記型電腦 (Windows XP SP3 以上 ) PC 軟體 MCP2221 Windows Driver (USB to UART) ( 光碟提供 ) 或下載自 www.microchip.com/mcp2200 TeraTerm ( 終端機模擬程式 ) ( 光碟提供 ) Android 手機軟體 RN Bluetooth Chat ( 可在 Play 商店下載 ) Android 4.3 或以後的版本 Lab 2 的需求 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 34

Lab 2 : 下載手機的軟體在 Lab 2 的實驗中會使用 Tera Tram 的軟體 ( PC) RN Bluetooth Chat (Android 手機 ) 安裝 RN Bluetooth Chat 在 Play 商店搜尋 RN Bluetooth 安裝此 apk 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 36

Lab 2 : 基本的 SPP 通訊自 Tera Term 送字元給手機顯示 2. 選擇要配對的裝置 (RN4677-xxxx) 3. 藍牙配對成功 4. 接收自 Tera Team 傳送的字元按這裡 1. 啟動 Connect a device 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 37

It s Work (For BT4.0) PC tool APP The Black texts are sent to APP The Red texts are sent from smartphone 01010011... 01010011... 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 41

Lab 3 的需求硬體 RN4677 PICtail Plus Mini USB 電纜線配有藍牙的筆記型電腦 (Windows XP SP3 以上 ) PC 軟體 MCP2221 Windows Driver (USB to UART) ( 光碟提供 ) 或下載自 www.microchip.com/mcp2200 TeraTerm ( 終端機模擬程式 ) ( 光碟提供 ) 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 45

Lab 3 開啟筆電的藍牙本實驗會使用到兩的 TeraTerm 與兩個藍牙裝置第一組 : RN4677 藍牙 + Tera Term USB Serial Port (COMx) 第二組 : 筆電藍牙 + Tera Term 為確保筆電藍牙的搜尋與配對成功, 請依先前 Lab 2 的步驟先建立第一組的工作環境 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 46

Lab 3 筆電藍牙搜尋 RN4677 在筆電端開起藍牙通訊功能 ThinkPad 按 Fn + F5 開啟無線設定視窗確定藍牙功能是開啟的在筆電右下角的隱藏圖示區裡, 按右鍵點我的藍牙搜尋的結果選藍牙藍牙圖示後出現新增裝置 (A) 點選此選項筆電藍牙開始搜尋附近尚未加入的藍牙裝置 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 47

你知道這些通訊埠接到那? 我接到 RN4677 PICtail 的 USB to UART 透過雙方的藍牙在空中相互通訊筆電藍牙與 RN42_Yang 配對後所使用後所使用的虛擬通訊埠 COM10 Outgoing Incoming 筆電藍牙與 RN4677-Yang 配對後所使用後所使用的虛擬通訊埠 COM8 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 50

為什麼會產生兩個驅動程式 Outgoing ( 連出 ): 筆電藍牙能夠以 Client / Master ( 客戶端 / 主動角色 ) 主動 " 連出 " 與 RN4677 Server / Slave ( 伺服端 / 從動角色 ) 連線 Incoming ( 連入 ): 筆電藍牙能夠讓 RN4677 以 Client / Master ( 客戶端 / 主動角色 ) 主動連入與筆電藍牙 Server / Slave ( 伺服端 / 從動角色 ) 連線 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 51

Lab 3 : 開啟兩個 Tera Team 第一組終端機 : 使用在 RN4677 PICtail 原本就已經開啟並讓筆電藍牙配對成功我使用的虛擬串列埠 COM7 第二組終端機 : 使用在筆電藍牙確認配對後的 RN4677-Ryang 是使用那一個 Outgoing COM Port? 本範例是使用 COM8 (Outgoing) COM9 (Incoming) 一樣在 Tera Team 的 Setup 選項裡選擇 Serial Port COM8, 115200bps, N, 8, 1 及 Flow Control : none 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 52

Lab 3 : 連線時的一些問題如果 RN4677 PICtail 按下 Reset (SW3) Tera Team 沒有顯示 %REBOOT% 時, 表示 COM7 被原 USB 驅動程式所占用此時需將 RN4677 PICtail 的 USB 斷電, 再重新啟動 Tera Team 重新建立 USB 的連線筆電藍牙的 Tera Team 開啟並連接適當的通訊埠 ( 此例為 COM8) 後就會自動配對, 配對成功後會在對方終端機顯示 %CONNECT.3C77E6F28724.0% 的字串表是連線成功如無連線成功, 請重點選 RN4677-Ryang 裝置後再重新開啟 Tera Team 做連線 RN4677 PICtail 藍色 LED 每次只閃一次 : 無連線狀態 ( 閒置中 ) 每次會閃兩次 : 配對成功連線中 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 55

Lab 3 : 結束 RN4677 PICtail 建構成藍牙 Slave 裝置是可以被搜尋的在筆電端搜尋並建立 RN4677-Ryang 的藍牙裝置兩個藍牙裝置的相互連接透過藍牙的連線互相傳送資料這就是 SPP 協定的應用取代 RS-232 纜線 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 56

透過本實驗您將會了解 : Lab 4: 學習目標透過藍牙模組來掃描來掃描來找出線上的其它藍牙裝置建立兩個 RN4677 藍牙的連線建立藍牙的連線, 開始傳送訊息這種連線方式也稱為取代電纜線模式使用兩的藍牙裝置串建 COM port 取代電線 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 58

藍牙模式模式互連前面介紹的 Lab2 & Lab3 RN4677 都是被連接的模式 ( Slave) RN4677 支援 Master & Slave 啟用搜尋功能, 尋找空中的藍牙裝置找出要連接的藍牙裝置, 用連接命令對 BT Address 進行連線配對連出去為 Master, 被連線的為 Slave 連線完成, 雙方通訊發出解除連線命令 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 59

Lab 4: 所使用到的命令 $$$ 進入命令模式 --- 離開命令模式 D 顯示基本設定 I,<number> 搜尋附近藍牙裝置 C, <address> 發出藍牙位址要求配對及連線 C 與目前所配對的裝置連線 K,1 停止連線 R,1 重置 SR,z 清除配對 BT Address SR,<address> 儲存對方的 BT Address SF,1 恢復出廠設定 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 60

搜尋附近的藍牙裝置在命令模式下輸入 I,10 的搜尋命令, 開始搜尋附近的藍牙裝置 ( 詢問 ) 搜尋後會顯示出附近的藍牙 MAC 位址, 名稱及 COD ( 如右圖所示 ) 有看到你要連接藍牙裝置嗎? RN4677-Ryang 看不到對方, 下達 R,1 重置命令, 或重新插拔 USB 務必要看到對方才可以配對連線也可以可以在對方在對方用 D 命令來顯示對方的藍牙 MAC Address Lab 4: RN4677 搜尋對方 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 61

第一次使用連線命令, 建立連線確定鄰近要連接的藍牙 MAC Address 或直接看 BT 模組上的貼條的藍牙位址共 12 碼於主控端在命令模式下達 : c, <Slave BT Address> c, 8CDE52B1C2FD ( 下達連接命令 ) 模組回應 : TRYING 當連線成功,Master 顯示 : %CONNECT,8CDE52B1C2FD,0% 這時 Slave 端顯示 : %CONNECT,8CDE52B1D6AF,0% 此時藍色 LED 每隔兩秒連續閃爍兩次這時連線建立, 可以相互傳送資料如何斷線 Lab 4: 建立連線輸入 $$$ 回到 CMD 模式輸入 K,1 切斷藍牙連線 ( 此時藍牙模組會記住對方的 Address) 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 62

第一次使用連線命令, 建立連線後,RN4677 會記住這次配對的對方位址 ( 用 D 命令顯示,Rem=<addr>) 也可以用 SR,<BT address> 方式事先儲存對方的藍牙位址所以要再連線只要兩端都可以 : 在 CMD 模式下, 輸入 c 就快速建立連線終端機顯示 : Trying %CONNECT,8CDE52B1C2FD,0% 取消配對後的配對後的清除清除對方位址儲存 : SR,z 可在 CMD 模式下用 D 來查詢 Lab 4: 再度建立連線 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 63

Trademarks The Microchip name and logo, the Microchip logo, dspic, KeeLoq, KeeLoq logo, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, PIC 32 logo, rfpic and UNI/O are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL and The Embedded Control Solutions Company are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, chipkit, chipkit logo, CodeGuard, dspicdem, dspicdem.net, dspicworks, dsspeak, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, In-Circuit Serial Programming, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified logo, MPLIB, MPLINK, mtouch, Omniscient Code Generation, PICC, PICC-18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rflab, Select Mode, Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock and ZENA are trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. SQTP is a service mark of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. All other trademarks mentioned herein are property of their respective companies. 2012, Microchip Technology Incorporated, All Rights Reserved. 2015 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. BT002 RTC_TW Slide 65