nRF52实践：SDK的了解

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nRF52实践：SDK的了解。

本文结合开发的一点经验，记录一下SDK的了解情况，所用版本为 SDK 17.1。

softdevice

SDK 17 压缩包带有 softdevice，版本为 7.2。位置：components\softdevice\s132\doc。

发布说明文件为：s132_nrf52_7.2.0_release-notes.pdf。

flash占用152KB，ram占用5.6KB，调用栈占用1.75KB。ID号为0x0101。

注：烧写 softdevice 后会获取到 ID号。带协议栈的Keil工程中，需要设置flash地址为0x260000。

SDK

开发环境使用 keil 5。

SDK有2套。

SDK，不再加新功能，但会修复bug，最新是2021年8月发布的17版本。52系列可用之。

新的为NCS（nRF Connect SDK），官方的nRF Connect，新的SDK，会加新功能。

nRF52832 两套 SDK 都可用。

下载

芯片：Nordic 官方出品 nRF5XXX 芯片。具体为 nRF52832。

nRF5 SDK 下载：官网 S132 下载

SDK：版本越新越高，有新特性，但可能资源占用大，按需下载，按需升级。

Softdevice：Nordic蓝牙协议栈的名称，有不同版本。命名为 Sxyz。

• x 协议栈的类型，1为BLE协议栈，2为ANT协议栈，3为同时支持两者
• y BLE角色，1为从设备，2为主设备，3为同时支持两者
• z 芯片类型，0 为nRF51系列，2 为nRF52系列

ANT另外下载，需授权，有试用版，但不能商用。符合预研要求的：S132（支持BLE协议主从的nRF52系列）。

默认情况，选择 SDK 后，会自动勾选 SoftDevices，一般是全部下载，可按需下载，此处用S132。下载后文件名：

s132nrf52720.zip  # nrf52的7.2.0版本
nRF5_SDK_17.1.0_ddde560.zip # sdk 17.1.0 版本
复制代码

下载截图（打勾表示要下载的）：

注：关于softdevice的说明，SDK中也包含有了softdevice，会有多个，是否有必要再额外下载？额外下载的只有头文件。在SDK中有hex文件，目录nRF5_SDK_17.1.0_ddde560\components\softdevice\s132\hex

经研究，如果softdevice有新的版本，则下载之，压缩包有发布说明，里面有占用大小的说明。

SDK目录介绍

例程目录有不同类别的例子。目录示例：SDK版本/ examples /协议角色/例子名称/开发板型号/协议栈型号/工具链类型/具体工程

源码文件为main.c，目录下有pca10040 pca10040e pca10056 pca10056e pca10100e不同的子目录，其下还有如s132 s112的子目录，其下再有不同编译环境的子目录，似乎是配置文件。经分析，pca10040的s132是nRF52832使用的目录。

SDK 文档

官方有完备的在线文档，地址：infocenter.nordicsemi.com/index.jsp

左侧Software Development Kit，当前最新的版本为nRF5 SDK v17.1.0，可在Previous versions of nRF5 SDK查询历史版本。

在Examples中有不同类别的示例。如基本外设，和蓝牙有关的外设示例，等，按需查询。

52832芯片手册在线版：nRF52832 Product Specification 注：在线版查询会比较慢，可下载离线版备用。

离线版本在左侧可下载。

SDK不同版本变化大，看资料需看时间。

SDK 框架

内存分布

(来自谷雨实验文档)

无DFU情况，Flash 包括：

• MB

  0x00000000 - 0x00001000 为主引导程序（MBR）。

• SoftDevice

  0x00001000 - 0x00026000 为协议栈程序。

• APP

RAM 分配：

• 协议栈 包括 MBR+SoftDevice。占用大小在 SoftDevice 发布文档中给出。实际中可能要添加，过小时，启动会有日志打印。

有DFU情况，Flash 包括：

• MB

  同前

• SoftDevice

  同前

• APP

• bootloader

  DFU 蓝牙空中升级boot，地址根据DFU程序大小自行设置。

• bootloader parameter

  0x0007E000 - 0x00080000 DFU 蓝牙空中升级boot参数区，用于记录升级信息（升级过程断电的话，下次可以接着升级，相当与有断点续传功能），APP版本，BOOT版本，APP校验，参数区校验等信息。如果没有此分区，程序将无法正常运行。

启动流程

nRF52832上电后从固定位置0x0000 0000开始执行程序，flash 0x0000 0000–0x0002 6000存放Nordic的协议栈s132，协议栈s132前面4KB（0x0000-0x1000）为主引导程序（MBR），MBR根据地址0xFF8或者0x1000 1014中是否存在DFU程序起始地址决定跳转地址，如果地址0xFF8或者0x1000 1014中存在DFU程序起始地址则会跳转至DFU，DFU运行结束后程序会跳转0x0000 1000，然后协议栈根据协议栈大小跳转至协议栈结束地址也就是APP起始地址0x26000，至此开始执行APP程序。

SDK的一些规范（约定）

nRF 的源码自有一套规范，根据示例格式编写即可，初学者不需要造轮子，也不要另立门户。总结几点：

• SDK大版本不同，接口也不同，看资料需看所写日期或所用SDK版本。
• sdk_config.h 里面有非常多的宏定义，不同工程设置不同。一般不能通用。
• 模块使用宏定义编译，要使用需在sdk_config中开启宏定义。
• 工程依赖文件多，新工程最好在已有的相近的工程基础上建立，SDK有模板工程。
• SDK有旧外设接口、新外设接口，带BLE协议栈外设接口。
• 带BLE协议栈和程序需烧录有softdevice，不带的不能烧有softdevice，两者不兼容的。（注：仅笔者实践若干次的结论，未深究）

开发类概述

• 实例

  GATT分服务端、客户端，使用BLE_BAS_DEF这类的宏进行实例化。其它如定时器、队列等亦然。

• SDK使用观察者模式设计，大量使用回调事件/函数。SDK自身源码有一套事件定义，而反应到用户级也有对应的事件。示例：

  • 空闲广播事件，SDK使用的是BLE_ADV_MODE_IDLE，用户注册的回调函数使用的是BLE_ADV_EVT_IDLE。
  • NUS服务端接收数据事件，SDK根据BLE_GATTS_EVT_WRITE事件的回调函数条件，赋值BLE_NUS_EVT_RX_DATA，即为用户级可使用的事件。

sdk_config头文件说明

配置头文件为 sdk_config.h。主从机配置不同。一些模块或组件，根据sdk_config.h的宏来编译。比如NUS服务，从机设置：

#define BLE_NUS_ENABLED 1
复制代码

主机设置：

#define BLE_NUS_C_ENABLED 1
复制代码

对应的实现文件起始位置已经做了宏编译，如不添加，则无法编译相关的组件。

新旧API接口

一般地，nrf_xx是旧的API接口，nrfx_xx是新的接口。

在integration\nrfx\legacy中使用宏定义来兼容旧API接口，如nrf_drv_timer.h文件：

/** @brief Macro for forwarding the new implementation. */
#define nrf_drv_timer_init                       nrfx_timer_init
/** @brief Macro for forwarding the new implementation. */
#define nrf_drv_timer_uninit                     nrfx_timer_uninit
复制代码

目前在 SDK 17 版本中，很多示例代码还是混用新旧接口。

带BLE协议栈与否

以获取内部测试为例（仅为示意代码）。

不带 BLE 协议：

nrf_temp_init();
temp = (nrf_temp_read() / 4);
复制代码

带 BLE 协议：

sd_temp_get(&raw_temperature);
复制代码

注：带 BLE 协议需sd_xx函数。不过，有的外设没有该类接口，可使用nrfx_xx接口。原因是有的外设在协议栈情况下无法被访问（至于是哪些，暂未深究）。

模块实现

服务模块实现源码文件使用宏定义进行编译。需在 sdk_config 头文件中开启。

电池服务BAS sdk_config定义：
#define BLE_BAS_ENABLED 1
​
源码实现：
#if NRF_MODULE_ENABLED(BLE_BAS)
// 实现代码
#endif // NRF_MODULE_ENABLED(BLE_BAS)
​
客户端类似，宏为 BLE_BAS_C_ENABLED
复制代码

实例演示

以 keil 工程为例。

SDK 示例工程将源码按组分好，这是逻辑的分组。按需添加，比如外设在 nRF_Drivers，封装的外设接口在 nRF_Libraries 中，BLE 服务在 nRF_BLE_Services 中。

添加头文件：

..\..\..\..\..\..\components\libraries\uart
..\..\..\..\..\..\components\libraries\bsp
..\..\..\..\..\..\components\libraries\\timer
复制代码

添加源码文件：

components\libraries\timer
components\libraries\bsp
components\libraries\uart
modules\nrfx\drivers\src
复制代码

宏定义：

新驱动：
​
// <e> NRFX_TIMER_ENABLED - nrfx_timer - TIMER periperal driver
//==========================================================
#ifndef NRFX_TIMER_ENABLED
#define NRFX_TIMER_ENABLED 1
#endif
// <q> NRFX_TIMER0_ENABLED  - Enable TIMER0 instance
​
​
#ifndef NRFX_TIMER0_ENABLED
#define NRFX_TIMER0_ENABLED 0
#endif
​
旧驱动：
​
// <e> TIMER_ENABLED - nrf_drv_timer - TIMER periperal driver - legacy layer
//==========================================================
#ifndef TIMER_ENABLED
#define TIMER_ENABLED 1
#endif
​
#ifndef TIMER0_ENABLED
#define TIMER0_ENABLED 1
#endif
复制代码

类似的新旧驱动宏定义：

新：#define NRFX_SAADC_ENABLED 1
旧：#define SAADC_ENABLED 1
复制代码

参考

• 谷雨NRF52832DK文档

• Nordic nRF5 SDK和softdevice介绍
• Nordic nRF51/nRF52开发环境搭建
• Nordic nRF51/nRF52开发流程说明
• nRF5 SDK软件架构及softdevice工作原理
• 如何调试nRF5 SDK
• 开发你的第一个BLE应用程序—Blinky
• 低功耗蓝牙配对绑定解读和实践
• NRF52832开发日志——ANT和BLE协议栈加入
• 从零开始的nrf52832蓝牙开发(2)--蓝牙模板解析

和开发相关的地址：

• 自定义服务：github.com/NordicPlayg…
• pmu6050： github.com/edwios/nrf5…
• github.com/danlonngren…
• github.com/dllgxhy/ble…
• github.com/kevinpk/lib…
• 基于NUS修改的自定义服务：www.sunyouqun.com/2018/03/loo…

官方：

• nRF Toolbox App 下载：github.com/NordicSemic…
• nRF Connect 电脑端：www.nordicsemi.com/Products/De…
• nRF Connect App 下载：github.com/NordicSemic…

官方论坛：

• NUS大量数据发送问题：devzone.nordicsemi.com/f/nordic-q-…
• 在BLE事件中写Flash失败问题：devzone.nordicsemi.com/f/nordic-q-… －－ 大意是不能在BLE中写，做标志在主循环中 已遇到并解决
• sd_ble_gatts_hvx发送数据讨论：devzone.nordicsemi.com/f/nordic-q-…