CC2541之发现服务、特征值及读取特征值中存储值的详细过程

一、通过SimpleBLECentral工程分析CC2541作为主机时是如何发现从机的服务和特征值的，以及读取特征值的具体过程

二、服务和特征值

1、一个工程可以有多个服务，比如按键服务、心率计服务、温度计服务。（服务都是自己定义的，如新增的服务simpleprofile）

2、一个服务可以有多个特征值，特征值是主从机传输数据的媒介，像运人渡河的小船

3、如果主机要想获得按键服务的特征值，必须先发现按键服务、再获得按键服务的特征值句柄、再根据特征值句柄获取特征值

三、主机程序代码解析

发现服务特征值部分：

1、串口工具中输入AT+CON1，主从机连接后，主机会判断是否之前获取过特征值句柄。如果没有，则产生“START_DISCOVERY_EVT事件”开始发现服务

    case GAP_LINK_ESTABLISHED_EVENT:{if ( pEvent->gap.hdr.status == SUCCESS ){          simpleBLEState = BLE_STATE_CONNECTED;simpleBLEConnHandle = pEvent->linkCmpl.connectionHandle;simpleBLEProcedureInProgress = TRUE;    // If service discovery not performed initiate service discoveryif ( simpleBLECharHdl == 0 )  //是否之前获得过特征值句柄{osal_start_timerEx( simpleBLETaskId, START_DISCOVERY_EVT, DEFAULT_SVC_DISCOVERY_DELAY );}LCD_WRITE_STRING( "Connected", HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintString("Connected: ");LCD_WRITE_STRING( bdAddr2Str( pEvent->linkCmpl.devAddr ), HAL_LCD_LINE_2 );   SerialPrintString((uint8*) bdAddr2Str( pEvent->linkCmpl.devAddr ));SerialPrintString("\r\n");}else{simpleBLEState = BLE_STATE_IDLE;simpleBLEConnHandle = GAP_CONNHANDLE_INIT;simpleBLERssi = FALSE;simpleBLEDiscState = BLE_DISC_STATE_IDLE;LCD_WRITE_STRING( "Connect Failed", HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintString("Connect Failed: ");LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Reason:", pEvent->gap.hdr.status, 10, HAL_LCD_LINE_2 );SerialPrintValue("Reason:",  pEvent->gap.hdr.status,10);}}break;

①产生的START_DISCOVERY_EVT事件交给下面事件处理函数执行

  if ( events & START_DISCOVERY_EVT ){simpleBLECentralStartDiscovery( );return ( events ^ START_DISCOVERY_EVT );}

②simpleBLECentralStartDiscovery函数具体如下：

static void simpleBLECentralStartDiscovery( void )
{//uint8 uuid[ATT_BT_UUID_SIZE] = { LO_UINT16(SIMPLEPROFILE_SERV_UUID),//                                 HI_UINT16(SIMPLEPROFILE_SERV_UUID) };uint8 uuid[ATT_BT_UUID_SIZE] = { LO_UINT16(SimpleKeysService),HI_UINT16(SimpleKeysService) };// Initialize cached handlessimpleBLESvcStartHdl = simpleBLESvcEndHdl = simpleBLECharHdl = 0;simpleBLEDiscState = BLE_DISC_STATE_SVC;// Discovery simple BLE serviceGATT_DiscPrimaryServiceByUUID( simpleBLEConnHandle,uuid,ATT_BT_UUID_SIZE,simpleBLETaskId );
}

默认发现的是UUID为FFF0的服务，因为SIMPLEPROFILE_SERV_UUID被赋值为FFF0（这一步决定发现什么样的服务。若将UUID改为FFE0，则发现key press state服务）

3、发现服务后，进入发现服务的回调函数

static void simpleBLEGATTDiscoveryEvent( gattMsgEvent_t *pMsg )
{attReadByTypeReq_t req;if ( simpleBLEDiscState == BLE_DISC_STATE_SVC ){// Service found, store handlesif ( pMsg->method == ATT_FIND_BY_TYPE_VALUE_RSP &&pMsg->msg.findByTypeValueRsp.numInfo > 0 ){simpleBLESvcStartHdl = pMsg->msg.findByTypeValueRsp.handlesInfo[0].handle;simpleBLESvcEndHdl = pMsg->msg.findByTypeValueRsp.handlesInfo[0].grpEndHandle;}// If procedure completeif ( ( pMsg->method == ATT_FIND_BY_TYPE_VALUE_RSP  && pMsg->hdr.status == bleProcedureComplete ) ||( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP ) ){if ( simpleBLESvcStartHdl != 0 ){// Discover characteristicsimpleBLEDiscState = BLE_DISC_STATE_CHAR;req.startHandle = simpleBLESvcStartHdl;req.endHandle = simpleBLESvcEndHdl;req.type.len = ATT_BT_UUID_SIZE;//req.type.uuid[0] = LO_UINT16(SIMPLEPROFILE_CHAR1_UUID);//req.type.uuid[1] = HI_UINT16(SIMPLEPROFILE_CHAR1_UUID);req.type.uuid[0] = LO_UINT16(Keypressstate);req.type.uuid[1] = HI_UINT16(Keypressstate);GATT_ReadUsingCharUUID( simpleBLEConnHandle, &req, simpleBLETaskId );}}}else if ( simpleBLEDiscState == BLE_DISC_STATE_CHAR )   //发现特征值1{// Characteristic found, store handleif ( pMsg->method == ATT_READ_BY_TYPE_RSP && pMsg->msg.readByTypeRsp.numPairs > 0 ){simpleBLECharHdl = BUILD_UINT16( pMsg->msg.readByTypeRsp.dataList[0],pMsg->msg.readByTypeRsp.dataList[1] );LCD_WRITE_STRING( "Simple Svc Found", HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintString("Simple Svc Found\r\n");simpleBLEProcedureInProgress = FALSE;}simpleBLEDiscState = BLE_DISC_STATE_IDLE;//addosal_start_timerEx( simpleBLETaskId, READ_keypressstate_EVT, 1000 );//一定要延时一定时间，否则会读取特征值失败    }
}

①上个过程到这个过程，是怎么过来的？

第2步中GATT_DiscPrimaryServiceByUUID函数处理完后，会返回GATT_MSG_EVENT消息事件，此步函数的入口参数指针就指向了与GATT_MSG_EVENT相关的结构体。即上一步的返回的内容传给此步函数。

②存储被发现服务的起始句柄simpleBLESvcStartHdl和结束句柄simpleBLESvcEndHdl。接着进入特征值的发现，将特征值1的UUID（即0xFFF1，修改为对应服务中的UUID）赋值给结构体req中的元素，然后执行GATT_ReadUsingCharUUID( simpleBLEConnHandle, &req, simpleBLETaskId )

4、接着会再次进入上面的函数simpleBLEGATTDiscoveryEvent。由于已经发现了服务，直接跳到else if处，然后通过simpleBLECharHdl=BUILD_UNIT16()函数来获取特征值1的特征值句柄，并将特征值句柄保存下来，随时可用来操作特征值（先发现服务，再发现服务中的特征值），如下

  else if ( simpleBLEDiscState == BLE_DISC_STATE_CHAR )   //发现特征值1{// Characteristic found, store handleif ( pMsg->method == ATT_READ_BY_TYPE_RSP && pMsg->msg.readByTypeRsp.numPairs > 0 ){simpleBLECharHdl = BUILD_UINT16( pMsg->msg.readByTypeRsp.dataList[0],pMsg->msg.readByTypeRsp.dataList[1] );LCD_WRITE_STRING( "Simple Svc Found", HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintString("Simple Svc Found\r\n");simpleBLEProcedureInProgress = FALSE;}simpleBLEDiscState = BLE_DISC_STATE_IDLE;//addosal_start_timerEx( simpleBLETaskId, READ_keypressstate_EVT, 1000 );//一定要延时一定时间，否则会读取特征值失败。通过这一步才会有后面的Read rsp：0    }

①此处打印出Simple Svc Found，产生READ_keypressstate_EVT事件

②发现特征值的响应的数据在pMSG->msg.readByTypeRsp中，GO TO响应数据结构体readByTypeRsp，如下：

/*** Read By Type Response format.*/
typedef struct
{uint8 numPairs;                 //!< Number of attribute handle-UUID pairs founduint8 len;                      //!< Size of each attribute handle-value pairuint8 dataList[ATT_MTU_SIZE-2]; //!< List of 1 or more attribute handle-value pairs
} attReadByTypeRsp_t;

>numPairs表示返回特征值的个数

>Len表示dataList数据长度，固定为7B（7个字节）

>dataList[ATT_MTU_SIZE-2]表示特征值数据，dataList数组的第0,1字节是属性声明句柄，第二字节表示属性权限，第3,4字节是特征值句柄，最后5,6字节表示UUID

>ATT_MTU_SIZE-2表示dataList数组大小，默认为21B。一个特征值数据7B，如果发现的特征值在3个以内，则一个dataList足够，如果超过3个，则需要多个响应

读取特征值部分：

5、上一步产生的事件，在此步执行对应的事件处理函数。SimpleBLECentral.c中处理函数如下：

  //读特征值时添加  if ( events & READ_keypressstate_EVT )  {   // Do a read  attReadReq_t req;  uint8 status;  req.handle = simpleBLECharHdl;  status = GATT_ReadCharValue( simpleBLEConnHandle, &req, simpleBLETaskId );  if ( status == SUCCESS )  {  simpleBLEProcedureInProgress = TRUE;  }        return ( events ^ READ_keypressstate_EVT );  }

①调用GATT_ReadCharValue读特征值函数，让主机读取从机特征值中存储值，从而产生SYS_EVENT_MSG事件

②具体过程：GATT应答了这个读特征值请求（这里应该只从机应答了读请求），从机返回值SUCCESS（0x00），向下告知BLE有生意了，该干活了。于是BLE协议栈在下次建立连接时，发送获取数据指令个service，于是就把特征值中存储值传给了client（主机），当client接收到数据时，BLE就会把数据打包成一个消息（OSAL message）,通过出纳GATT返回给主机的应用程序。消息内包含GATT_MSG_EVENT和修改了的ATT_READ_RSP。应用程序接收到了从OSAL来的SYS_EVENT_MSG事件，就知道数据接收到了，应用程序接收消息，调用函数simpleBLECentral_ProcessOSALMsg，拆包检查，就可以取走消息里面的数据了，最后应用程序把包装好的消息给销毁，这就是整数据传送过程

6、产生的事件交给事件处理函数执行

  if ( events & SYS_EVENT_MSG ){uint8 *pMsg;if ( (pMsg = osal_msg_receive( simpleBLETaskId )) != NULL ){simpleBLECentral_ProcessOSALMsg( (osal_event_hdr_t *)pMsg );// Release the OSAL messageVOID osal_msg_deallocate( pMsg );}// return unprocessed eventsreturn (events ^ SYS_EVENT_MSG);}

①进入simpleBLECentral_ProcessOSALMsg函数就会执行下面一句

static void simpleBLECentral_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *pMsg )
{switch ( pMsg->event ){case KEY_CHANGE:simpleBLECentral_HandleKeys( ((keyChange_t *)pMsg)->state, ((keyChange_t *)pMsg)->keys );break;case GATT_MSG_EVENT:simpleBLECentralProcessGATTMsg( (gattMsgEvent_t *) pMsg );break;}
}

②进入simpleBLECentralProcessGATTMsg函数进行拆包分析数据

static void simpleBLECentralProcessGATTMsg( gattMsgEvent_t *pMsg )
{if ( simpleBLEState != BLE_STATE_CONNECTED )  //以防GATT的消息来了之后的连接已断开，如果断开连接就忽略该消息{// In case a GATT message came after a connection has dropped,// ignore the messagereturn;}static int dataCount=0;if ( pMsg->method == ATT_HANDLE_VALUE_NOTI ||pMsg->method == ATT_HANDLE_VALUE_IND ){attHandleValueNoti_t noti;dataCount = dataCount+ 1;LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Data Cnt: ", dataCount, 10, HAL_LCD_LINE_5 );noti.handle = pMsg->msg.handleValueNoti.handle;noti.len = pMsg->msg.handleValueNoti.len;osal_memcpy(¬i.value, &pMsg->msg.handleValueNoti.value,noti.len);// osal_memcpy(¬i.value, &pMsg->msg.handleValueNoti.value,pMsg->msg.handleValueNoti.len);sbpSerialAppWrite(noti.value,noti.len);}//重点关注此段程序if ( ( pMsg->method == ATT_READ_RSP ) ||( ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP ) &&( pMsg->msg.errorRsp.reqOpcode == ATT_READ_REQ ) ) )  //判断是否为读特征值回应{if ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP ){uint8 status = pMsg->msg.errorRsp.errCode;LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Read Error", status, 10, HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintValue("Read Error", status, 10);SerialPrintString("\r\n");}else{//取出消息包中从机发送过来的数据，并将值赋给valueRead，最终显示出来uint8 valueRead = pMsg->msg.readRsp.value[0];LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Read rsp:", valueRead, 10, HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintValue("Read rsp:", valueRead, 10);SerialPrintString("\r\n");}simpleBLEProcedureInProgress = FALSE;}  //重点关注此段程序else if ( ( pMsg->method == ATT_WRITE_RSP ) ||( ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP ) &&( pMsg->msg.errorRsp.reqOpcode == ATT_WRITE_REQ ) ) ){if ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP == ATT_ERROR_RSP ){uint8 status = pMsg->msg.errorRsp.errCode;LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Write Error", status, 10, HAL_LCD_LINE_1 );SerialPrintValue( "Write Error", status, 10);SerialPrintString("\r\n");}else{// After a succesful write, display the value that was written and increment valueuint8 temp=simpleBLECharVal;//LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Write sent:", simpleBLECharVal, 10, HAL_LCD_LINE_1 );     SerialPrintValue( "Write sent:", temp, 10);SerialPrintString("\r\n");}simpleBLEProcedureInProgress = FALSE;    }/*ghostyu*/else if ( ( pMsg->method == ATT_PREPARE_WRITE_RSP ) || ( pMsg->method == ATT_EXECUTE_WRITE_RSP ) || ( ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP ) &&( pMsg->msg.errorRsp.reqOpcode == ATT_EXECUTE_WRITE_REQ ) ) ){static uint8 message_times = 0;//LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Message_Times", ++message_times, 10, HAL_LCD_LINE_2 );//if ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP == ATT_ERROR_RSP )if ( pMsg->method == ATT_ERROR_RSP)  {uint8 status = pMsg->msg.errorRsp.errCode;//LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Write LC Error", status, 10, HAL_LCD_LINE_1 );}else if( pMsg->method == ATT_PREPARE_WRITE_RSP )            //bleTimeout status{//HalLcdWriteString("Write LC Tout!",HAL_LCD_LINE_1);}else{// After a succesful write, display the value that was written and increment value//HalLcdWriteString("Write LC Success!",HAL_LCD_LINE_1);//LCD_WRITE_STRING_VALUE( "Message_Times", ++message_times, 10, HAL_LCD_LINE_2 );}simpleBLEProcedureInProgress = FALSE;    //重要}else if ( simpleBLEDiscState != BLE_DISC_STATE_IDLE ){simpleBLEGATTDiscoveryEvent( pMsg );}}

四、实验结果：

五、总结：

1、读取特征值中数据0的程序流程：先获取服务UUID，再获取服务中特征值UUID，再根据特征值UUID获取特征值句柄，再根据特征值句柄读取特征值中存储的值。写特征值过程与此过程类似

2、TI给出的SimpleBLECentral工程默认通过UP键进行读、写特征值，而本文采用的方法是连接从机后自动读取特征值数据

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