Linknode开发板评测

一、开箱与三个sensortag对比

拿到LinkNode，看了看包装，Mbed BLE sensors Tag，那咱也当他是一个sensortag吧，正好手头还有两颗Ti的sensortag，一起比较以下哦。先看看三个小家伙的包装对比，咱们的LinkNode是最小的。

然后是板子对比，也是linknode最小，而且已经自带了下载器，还是mbed的哦。而Ti的还是需要另找调试器的，关键调试器接口还是1.27间距的，相当的难弄。不过Linknode用的是2.0mm间距的口子，所以附送了2.0转2.54的杜邦线，以及2.0mm的排针，也算细心了。可是调试口明明只用了4个，为啥要来6孔2.0mm呢，变成4孔2.54mm的不是挺好？

LinkNode尺寸的减小，主要是两个方面造成的，首先，Ti全部使用PCB天线，而LinkNode使用了陶瓷天线，就是照片上那颗蓝色的，这个差别很大。另外，T1使用的传感器众多（在后面表格中有比较），而LinkNode只是板载了加速度和大气压，还是比较简单的。不过LinkNode比较有特色的是板载了一颗buzzer，就是蜂鸣器了，非常适合来做一个随身的提醒功能，多了一样用户交互方式。
最后是三个家伙的比对，可以看到nRF51822的性能功耗在三者中处于中档的样子。

二、开发环境与第一个mbed程序

概要：按照官方wiki做就行，注意事项：开发板自带的flash盘的链接添加的是nRF51-DK，用这个是不行的，必须用nRF51822，原因未知。具体过程如下。

将开发板插入电脑后，会看到一个名字叫JLINK的flash盘，里面有4个文件，从readme的文档中可以知道，这个就是用来更新目标板程序用的flash盘，只要把hex文件拖进去，就可以完成程序的下载。

在浏览器中打开其中的MBED.HTM，则会自动连接到mbed网站，并将对应的开发板加入到自己账户名下，很是方便。同时也说明了我们的开发板其实对应的就是Nordic nRF51-DK，至少在编程器部分是相同的。

写到这里发现忽然有点问题，就是官方的wiki上说选用的是Nordic nRF51822，到底应该用哪个？还得后续试用才知道。

所以就让我们从点亮LED开始吧，原理图显示，低电平点亮，R连P020，蓝色P019

mbed的代码组织和开发过程倒是和常见的IDE相似，原始界面如下图，workshop下面就是自己的各个program了。可以新建，也可以导入，最右边是帮助。

点新建可以出来界面，我们来一个LinkNode_blink

然后增加一个main.cpp文件，并在里面添加官网代码

  1. #include<mbed.h>

  2. DigitalOut LED_R(P0_20);

  3. DigitalOut LED_B(P0_19);

  4. int main()

  5. {

  6. while(1)

  7. {

  8. LED_R=0;

  9. LED_B=1;

  10. wait(0.5);

  11. LED_R=1;

  12. LED_B=0;

  13. wait(0.5);

  14. }

  15. }

复制代码

如果忘记导入mbed库，会有错误提示，

点击fix it可以自动跳出lib的搜寻结果，找到合适添加一下就好了，添加完以后会自动重新编译（也可以编译前手动导入）。

编译成功就可以下载hex文件到本地啦，不过不能直接下载到那个jlink盘里面，要下载到本地，然后再拖进去。复制进去以后会自动重启，可是，并没有看到什么blink！！试了很多次还是这样，最后忽然想到，要不换一块板？从nRF51DK换成nRF51822，成功闪烁！！看来有时盘里的东西也不一定靠谱啊，还是看官网的说明比较靠谱。

三、mbed之用户交互-串口

LinkNode上的用户交互主要有按键、LED、buzzer，但是更重要的是uart，一般mbed除了虚拟U盘（MSD programmer） 外，还有两个设备，分别是CMSIS-DAP Debug和虚拟串口。

不过虚拟串口和debug这两个不能默认使用，必须先装驱动。串口界面在此，可是并不能装
https://developer.mbed.org/handbook/Windows-serial-configuration
只好求助于nordic的官网。可惜是51822mDK是一个discontinued的产品，也没找到合适的驱动。论坛求助以后给了一个新的固件，可能目前并不是标准的mbed？不过考虑到后面要退回的，暂时也不影响评测，那就先对付着用着吧。串口就先使用另外引出的P023和P025。

so，我们先通过串口来采集一下bmp180的大气压和温度。mbed的一个优势是有大量共享的库可以用，比如这个bmp180在mbed上就能搜到，我们直接使用lib方式就好了。会有很多，选一个介绍比较全面一点的

比如上面这个，里面有class reference

还有具体使用示例，节省空间，帖个部分

只要复制这个代码就行，唯一需要修改的就是I2C的具体管脚（sda，scl），

  1. I2C i2c(P0_17, P0_18);

复制代码

并增加一个串口界面，示例中直接使用了printf，应该是打印到了默认的串口上了吧。如果删除下面这行，编译没有问题，但是串口上就没有任何东西啦。

  1. Serial pc(P0_23,P0_25);

复制代码

剩下就没有剩下了，编译下载，顺利看到现象。

顺便总结下bmp180的使用过程（以温度为例）：

  1. bmp180.init();  //返回0表示成功

  2. bmp180.startTemperature();

  3. wait_ms(5);

  4. bmp180.getTemperature(&temp);//返回0表示成功

复制代码

四、BLE双向数据传输

mbed上有不少关于ble的例子，用BLE搜索到的项目有43页，其中很多都是针对nRF51822的，可以直接拿来用。

那我们就先选用那个simplechat好了，看说明应该是配合某个app来实现双向数据传输的，BLE的显示终端是串口，而手机的显示终端就是某个app。

不过这个app上的uart和LinkNode的定义是不一样的，因此我们需要来做一下改造。在OOP下，这个也很容易，只要把main里面的//Serial pc(USBTX, USBRX);改为Serial pc(P0_23,P0_25);就可以了。初始打印串口上有些问题，主要体现在计数值的输出上，会出现乱码，其实主要是在调用串口的putc方法的问题，本来应该显示对应数值的ascii码，结果实际将byte值直接输出了。

所以只要将putc直接用printf的%d代替就可以了，修改前代码

  1. pc.printf("Length: ");

  2. pc.putc(bytesRead);

  3. pc.printf("\r\n");

复制代码

修改后代码

  1. pc.printf("Length: %d\r\n",bytesRead);

复制代码

这样就可以完美实现LinkNode和手机通过BLE的双向数据传输了。没有安装例子上说的app，直接用了一个通用的调试工具，lightblue。具体效果看视频。需要注意的是，LinkNode串口收到数据后，会把\r\n都算成字符数目，所以看到的是6，而实际可见字符只有4个。
flash视频请点击阅读原文。

另外有一个隐藏的问题，就是长UUID和短UUID的问题，前面用长uuid有问题，

  1. static const uint8_t uart_tx_uuid[]   = {0x71, 0x3D, 0, 3, 0x50, 0x3E, 0x4C, 0x75, 0xBA, 0x94, 0x31, 0x48, 0xF1, 0x8D, 0x94, 0x1E};

复制代码

换了短的UUID就行。

  1. #define BLE_UUID_TX_CHARACTERISTIC       0x0002

复制代码

但是这个问题没法复现，对应一个char的问题，研究一下另开贴讨论。

五、LinkNode玩呼吸灯

这个其实就是利用PWM的占空比来控制LED的亮度，对于单片机来说是很普通的功能，但在mbed下会发现更加无法想象的简单。在没有看官方例子前，总觉得该配置点定时器什么的，然后再得到PWM。结果并非如此。因为已经定义了PwmOut这个类了！！官方例子是控制蜂鸣器演奏一首歌曲，那我们就改造成呼吸灯吧。不够在pwm的duty-cycle设置中有个小坑，跟大家分享一下。

编程环境，mbed，添加mbed库即可。在库中可以找到pwm类的说明，还是比较简单的。下图所示的方法用用就够了

另外write和read可以简单的用实例=和=实例来完成。废话少说，先来试试这个duty-cycle到底是数字大亮还是数字小亮。既然是百分比，那么肯定在0-1.0之间取值。我们给两盏LED都点上

  1. #include <mbed.h>

  2. PwmOut L_red(P0_20);

  3. PwmOut L_blue(P0_19);

  4. int main(void){

  5. L_red=0.1;

  6. L_blue=0.9;

  7. while(1){

  8. }

  9. }

复制代码

实验结果：红灯很亮，蓝灯比较暗。但是因为IO口接的是LED灯的阴极，所以这个duty-cycle数字表示的是高电平的比例。然后就是咱们的呼吸灯了，定时改变占空比咯。蓝色比较优雅，就选它了。不过很奇怪 ，现象并不乐观，首先使用这段代码，预期是灯从最暗变到最亮，然后再回到最暗。

  1. #include <mbed.h>

  2. PwmOut L_blue(P0_19);

  3. int main(void){

  4. L_blue=1.0;

  5. while(1){

  6. wait(1);

  7. L_blue=L_blue-0.2;

  8. if (L_blue==0) {

  9. L_blue=1.0;

  10. }

  11. }

  12. }

复制代码

结果实际情况是：从暗变到最亮，然后就停在最亮状态不变了！！开始以为是0值比较问题，可是把第三行变成L_blue<0也没戏。参考了下mbed的PWM例程。也是失败。

但是while（1）中，使用这段代码可以。

  1. wait(1);

  2. L_blue=1.0;

  3. wait(1);

  4. L_blue=0.8;

  5. wait(1);

  6. L_blue=0.6;

  7. wait(1);

  8. L_blue=0.4;

  9. wait(1);

  10. L_blue=0.2;

  11. wait(1);

  12. L_blue=0.0;

复制代码

想了半天，最后使用了一个中间变量dc，严格保证给到L_blue的值一定在0和1之间。于是就成功了。最终完整代码如下：

  1. #include <mbed.h>

  2. PwmOut L_blue(P0_19);

  3. int main(void){

  4. float dc=0.0;

  5. L_blue=dc;

  6. L_blue.period_us(10);

  7. while(1){

  8. wait(1);

  9. dc=dc+0.2;

  10. if (dc>1.1) {

  11. dc=0.0;

  12. }

  13. L_blue=dc;

  14. }

  15. }

复制代码

看来mbed也是有坑的啊，官方例程也靠不住。当然也许在底层实现中，有些mcu会自动检查duty-cycle的范围，有些就没有？如果误写入了不合理的数值，可能就引起单片机的奇怪状态了。库的源文件并不可见，所以也不追究了。

六、并不成功的LinkNode的三轴加速度计

概要：按照官方代码，读不到正常数据。初步估计原因可能有以下几个：1、SPI驱动有问题。可是呢IO口没有引出，没法测试。2、主芯片和LIS3DH之间的连接有问题，导致不能正常通信。看了看引脚太小，没法测试。具体过程描述如下。

LinkNode上有一个LIS3DH，可是官方手册上并没有给出参考代码。就连SPI的参考代码都没有。不过linksprite的wiki上有，可以在以下网址找到（http://linksprite.com/wiki/index ... IS3DH_accelerometer）。
本来想利用mbed的库从头建个工程看看，但是搜索了以下，发现LIS3DH的库和项目都只有2个，而且都是i2c接口的。虽然芯片CS拉高就是i2c模式，但是看原理图，并没有看到有接i2c上拉电阻，所以还是乖乖用SPI，参考官方代码来写吧。有时间再转换一下i2c驱动到SPI吧。

官方代码比较简单，就是写了一个SPI的初始化，读写寄存区的子函数，然后调用。结果烧写以后满屏的“device err”。这又是什么鬼？？！！

看了下代码，每次读数都会查看下芯片的ID，如果是0x33，表示有芯片，如果不是，则显示上图的出错信息。
打印了一下收到的who am i，发现都是255。这说明MI上全是高电平啊。

绕过who am I检测，强制读取三轴的值就是这么个死相

改造下显示代码，其实是以下这么回事，也就是说，读到的全是1。和读who am I的结果一致。真是醉了

可怜的SPI引脚也没有引出，无法测试。有没有人可以跑动这个例程的呢？

七、BLE light

尝试使用手机控制两个LED灯的亮度。本次是在nRF51822_SimpleControls基础上修改的。因为redbear的app只能控制一个LED，所以手机上配合通用的BLE调试工具完成。不求功能复杂，只要控制亮度就行，玩转整个流程。
删除servo.cpp和servo.h
service只留下一个可写的LIGHT_CHAR

  1. #define BLE_UUID_LIGHT_SERVICE            0x0000 /**< The UUID of the Nordic UART Service. */

  2. #define BLE_UUID_LIGHT_CHARACTERISTIC       0x0002 /**< The UUID of the TX Characteristic. */

复制代码

控制单元只留下两个灯，都是PwmOut

  1. PwmOut          LEDR(LIGHT_R);

  2. PwmOut          LEDB(LIGHT_B);

复制代码

修改串口Pin，显示调试信息。

  1. Serial pc(P0_23,P0_25);

复制代码

注释掉所有的长UUID，测试只用短的UUID是否可行。
手机发送控制命令2个字节，第一字节指定控制哪个LED，1 for LEDR，2 forLEDB。第二个字节表示灯的亮度，0是熄灭，0xff是最亮。对应的代码也要修改，因为PWM接的是LED的阴极。

  1. float value = 1.0-(buf[1]/255.0);

  2. LEDR = value;

复制代码

效果看视频。控制命令格式如上所述，测试结果，短UUID是可以的。用通用app控制还是有点慢啊，其他七七八八修改的东西都是细节，一并附在附件里面吧。

未完，待续……

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