WRAPTHOR2022—1在蓝牙车载电话中的应用
发布时间:2007/4/23 0:00:00 访问次数:458
摘要 语音通信是蓝牙技术应用的一个重要方面,与音频传输应用相关的应用框架是蓝牙免提应用框架。当用户无法腾出手去接听电话时,就可以利用蓝牙的电话免提功能,进行无线免提语音控制拨打与接听电话,并遥控音量的大小。它是基于蓝牙串口应用框架的,通过串口仿真协议层来传递AT电话控制指令。本文首先介绍芬兰B1uegiga公司推出的蓝牙模块WRAP THOR 2022-1的结构和工作原理,然后给出一种嵌入式蓝牙车载免提电话系统的实现实例,包括系统硬件和协议栈软件的实现。
关键词 蓝牙模块 WRAP THOR 2022-1 免提应用框架 车载电话
引 言
蓝牙技术是一项新兴的技术,其主要目的是在全世界建立一个短距离的无线通信标准。它使用2.4 GHz的ISM(Industry Scientific Medical)频段来传送话音和数据,运用成熟、实用,先进的无线技术来代替电缆。蓝牙技术提供了低成本、低功耗的无线接口,使所有固定和移动设备通过微微网PAN(Personal Area Network)连接起来。
本文介绍的蓝牙模块是由芬兰Bluegiga公司推出的蓝牙芯片WRAP THOR 2022-1。它是一款适合于短距离无线通信的射频/基带模块,其特点是集成度高,功耗小,完全兼容蓝牙协议Verslonl.1,可嵌人任何需要蓝牙功能的设备中。该芯片包括基带控制器、无线收发器、闪存等功能块,可提供高至RFCOMM(串口仿真协议)和VM(用户应用层)的软件协议。对用户的接口可以是HCI或ASCII接口(基本AT指令集命令层接口),应用此控制方式,用户可以方便地实现ACL与SCO链路的建立,以实现数据与语音传输。此外,该芯片还提供USB、UART和PCM接口,用于与主机通信;并且支持蓝牙语音和数据传输,输出功率满足蓝牙一级操作的要求(最远可达到100m)。
1 蓝牙模块内部结构及功能块介绍
WRAP THOR 2022-l包含5个功能块:射频补充控制单元部分、蓝牙核心芯片组、闪存、电源管理模块和时钟,其系统框图如图1所示。
1.1射频补充控制单元
根据用户的开发要求设置蓝牙射频发射功率等级,分别实现1级功率100 mW(20dbm),2级功率2.5 mW(4dbm),3级功率l mW(0 dbm)的不同发射功率要求。蓝牙射频补充控制单元将由天线收到的2.4 GHz高频信号经带通滤波器,低噪放大送入BlueCore02的射频单元,同时将由BlueCore2射频单元产生的2.4 GHz高频信号送入功放,经带通滤波器滤波后由外接天线发射出去。射频天线可根据用户的需求灵活选用,本方案采用内建隐藏方式的倒F型天线(利用PCB板材进行天线设计)。本蓝牙模块的RF引脚外接匹配阻抗为50Ω的天线。
1.2蓝牙核心芯片组
蓝牙核心芯片组Bluecore02采用的是英国CSR公司的第二代需外置固件存储器的单芯片(BlueCore02-ex-ternal),其内部结构框图如图2所示,主要包括无线收发器,基带与逻辑链路控制器及对外接口电路。
无线收发器是一个工作在2.4~2.4835 GHzISM频段的短距离微波频率射频收发器,使用GFSK调制,最大的发送或接收数据传输率为1 Mb/s。它能在可供使用的79个信道(2400~2483.5 MHz)之间快速地跳频(1600个信道/s),通道带宽是1 MHz,频率偏差在140~175 kHz之间,能满足蓝牙一级操作,最大输出功率是17 dbm,能进行可编程功率控制。安装天线之后,传输距离可达100m,符合ISM频段的FCC和ETSI标准。该收发器以Radio ASIC为基础,集成了环路滤波器、压控振荡器(VCO)、天线滤波器、收发控制器、发送器和接收器6个操作部件。
基带控制器包括:微处理器、存储器、接口电路、语音处理电路、电源管理与时钟电路等。微处理器是一个基于32位ARM的功能块,它完成射频信号处理,控制和协调各功能部件等功能。32 KB的片上RAM用于存储临时数据(保持蓝牙语音与数据的缓冲存储)。外部存储器驱动部分用于与外部Flash或ROM的连接与驱动。接口电路向外围设备及蓝牙主机提供各种通信接口,包括USB接口、SPI接口(同步串行接口用于与其他外设数字设备进行通信或作为外部Flash的编译和下载接口)、UART口和PCM口(用于与外接数字音频信号之间的匹配,可以直接接入PCM格式的音频数字信号)。
1.3闪存
闪存以二进制代码的格式存放蓝牙固件,可与基带控制器交换数据地址和控制信号。蓝牙固件包括射频和基带各层协议及接口应用程序。本蓝牙模块默认的软件协议栈为RFCOMM Stack,其协议栈框图如图3所示。
其中,蓝牙基带与链路控制器协议(LC)处理与高层协议数据的协议转换,将来自高层协议的数据进行信道编码,向下传给射频进行发送;接收数据时,射
摘要 语音通信是蓝牙技术应用的一个重要方面,与音频传输应用相关的应用框架是蓝牙免提应用框架。当用户无法腾出手去接听电话时,就可以利用蓝牙的电话免提功能,进行无线免提语音控制拨打与接听电话,并遥控音量的大小。它是基于蓝牙串口应用框架的,通过串口仿真协议层来传递AT电话控制指令。本文首先介绍芬兰B1uegiga公司推出的蓝牙模块WRAP THOR 2022-1的结构和工作原理,然后给出一种嵌入式蓝牙车载免提电话系统的实现实例,包括系统硬件和协议栈软件的实现。
关键词 蓝牙模块 WRAP THOR 2022-1 免提应用框架 车载电话
引 言
蓝牙技术是一项新兴的技术,其主要目的是在全世界建立一个短距离的无线通信标准。它使用2.4 GHz的ISM(Industry Scientific Medical)频段来传送话音和数据,运用成熟、实用,先进的无线技术来代替电缆。蓝牙技术提供了低成本、低功耗的无线接口,使所有固定和移动设备通过微微网PAN(Personal Area Network)连接起来。
本文介绍的蓝牙模块是由芬兰Bluegiga公司推出的蓝牙芯片WRAP THOR 2022-1。它是一款适合于短距离无线通信的射频/基带模块,其特点是集成度高,功耗小,完全兼容蓝牙协议Verslonl.1,可嵌人任何需要蓝牙功能的设备中。该芯片包括基带控制器、无线收发器、闪存等功能块,可提供高至RFCOMM(串口仿真协议)和VM(用户应用层)的软件协议。对用户的接口可以是HCI或ASCII接口(基本AT指令集命令层接口),应用此控制方式,用户可以方便地实现ACL与SCO链路的建立,以实现数据与语音传输。此外,该芯片还提供USB、UART和PCM接口,用于与主机通信;并且支持蓝牙语音和数据传输,输出功率满足蓝牙一级操作的要求(最远可达到100m)。
1 蓝牙模块内部结构及功能块介绍
WRAP THOR 2022-l包含5个功能块:射频补充控制单元部分、蓝牙核心芯片组、闪存、电源管理模块和时钟,其系统框图如图1所示。
1.1射频补充控制单元
根据用户的开发要求设置蓝牙射频发射功率等级,分别实现1级功率100 mW(20dbm),2级功率2.5 mW(4dbm),3级功率l mW(0 dbm)的不同发射功率要求。蓝牙射频补充控制单元将由天线收到的2.4 GHz高频信号经带通滤波器,低噪放大送入BlueCore02的射频单元,同时将由BlueCore2射频单元产生的2.4 GHz高频信号送入功放,经带通滤波器滤波后由外接天线发射出去。射频天线可根据用户的需求灵活选用,本方案采用内建隐藏方式的倒F型天线(利用PCB板材进行天线设计)。本蓝牙模块的RF引脚外接匹配阻抗为50Ω的天线。
1.2蓝牙核心芯片组
蓝牙核心芯片组Bluecore02采用的是英国CSR公司的第二代需外置固件存储器的单芯片(BlueCore02-ex-ternal),其内部结构框图如图2所示,主要包括无线收发器,基带与逻辑链路控制器及对外接口电路。
无线收发器是一个工作在2.4~2.4835 GHzISM频段的短距离微波频率射频收发器,使用GFSK调制,最大的发送或接收数据传输率为1 Mb/s。它能在可供使用的79个信道(2400~2483.5 MHz)之间快速地跳频(1600个信道/s),通道带宽是1 MHz,频率偏差在140~175 kHz之间,能满足蓝牙一级操作,最大输出功率是17 dbm,能进行可编程功率控制。安装天线之后,传输距离可达100m,符合ISM频段的FCC和ETSI标准。该收发器以Radio ASIC为基础,集成了环路滤波器、压控振荡器(VCO)、天线滤波器、收发控制器、发送器和接收器6个操作部件。
基带控制器包括:微处理器、存储器、接口电路、语音处理电路、电源管理与时钟电路等。微处理器是一个基于32位ARM的功能块,它完成射频信号处理,控制和协调各功能部件等功能。32 KB的片上RAM用于存储临时数据(保持蓝牙语音与数据的缓冲存储)。外部存储器驱动部分用于与外部Flash或ROM的连接与驱动。接口电路向外围设备及蓝牙主机提供各种通信接口,包括USB接口、SPI接口(同步串行接口用于与其他外设数字设备进行通信或作为外部Flash的编译和下载接口)、UART口和PCM口(用于与外接数字音频信号之间的匹配,可以直接接入PCM格式的音频数字信号)。
1.3闪存
闪存以二进制代码的格式存放蓝牙固件,可与基带控制器交换数据地址和控制信号。蓝牙固件包括射频和基带各层协议及接口应用程序。本蓝牙模块默认的软件协议栈为RFCOMM Stack,其协议栈框图如图3所示。
其中,蓝牙基带与链路控制器协议(LC)处理与高层协议数据的协议转换,将来自高层协议的数据进行信道编码,向下传给射频进行发送;接收数据时,射