[发明专利]一种MCU和BLE芯片间超低功耗通信方法

说明书

本发明公开了一种MCU和BLE芯片间超低功耗通信方法，包括：MCU与BLE芯片可以互为数据发送方和接收方，发送方采用CS、SCK、SDATA三线进行SPI通信，接收方则针对SCK线开启IO边沿中断，每个中断沿做响应的时序处理。由此在MCU低频运行和BLE芯片低频休眠的过程中，利用进入退出快速、运行时间极短的IO中断，实现了MCU和BLE芯片间的双向通讯，从而使BLE芯片的高频时钟启动时间极短，达到将通讯功耗降低10倍以上的效果，进而延长续航，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及一种MCU和BLE芯片间超低功耗通信方法，属于超低功耗应用技术领域。

背景技术

BLE（Bluetooh Low Energy，蓝牙低能耗）技术是短距离、低成本、可互操作性的无线技术，相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本，因此非常适合用于从微型无线传感器（每半秒交换一次数据）或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。

在超低功耗应用中，MCU可以以较低主频运行，达到较低功耗，而BLE芯片能实现极低功耗的无线通讯。目前大多数BLE芯片休眠时切换到低频时钟，获得较低的功耗，但是不能以低频时钟运行。特别是UART、I2C、SPI等通讯接口都不能连接低频时钟来保持运行状态，也就是当这些外设必须运行保持待机状态时，BLE芯片要开启高频时钟，使功耗大幅度提升。

如图1a所示，即使是使用专门IO线将其唤醒再进行通讯，由于MCU主频较低，UART、I2C、SPI等通讯过程要进行较长时间，在这期间BLE芯片仍然有较大的功耗。如图1b所示，通过IO/IRQ唤醒对端设备，整个数据传输过程必须要保证一定的工作频率以保证串口外设的正常工作，即整个过程功耗POWER都是处于较高点。

发明内容

发明目的：针对现有技术所存在的问题，本发明提供一种MCU和BLE芯片间超低功耗通信方法，利用进入退出快速、运行时间极短的IO中断，实现低功耗MCU和蓝牙BLE芯片间的双向通讯，从而使BLE芯片的高频时钟启动时间极短，大大降低通信功耗。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种MCU和BLE芯片间超低功耗通信方法，包括以下步骤：

MCU向BLE芯片发送数据时，采用CS1、SCK1、SDATA1三线模拟SPI通信，且BLE芯片针对SCK1线开启IO边沿中断，每个中断沿做响应的时序处理，而后立即回到低频时钟休眠；

BLE芯片向MCU发送数据时，采用CS2、SCK2、SDATA2三线模拟SPI通信，且MCU针对SCK2线开启IO边沿中断，每个中断沿做响应的时序处理。

进一步的，所述中断沿可以是上升沿或下降沿，即通过上升沿或下降沿触发中断请求。

进一步的，所述响应的时序处理具体包括：判断CS1/CS2是否为使能信号，若是则检查SDATA1/SDATA2的值，否则不作响应。

进一步的，所述BLE芯片接收到SDATA1数据后交给上层协议栈。

进一步的，所述BLE芯片从上层协议栈拿到蓝牙通讯数据后，将CS2变为使能信号，并启动定时器，按合适的时间节奏唤醒改变SCK2、SDATA2的值，改变完后立即回到低频时钟休眠。

进一步的，所述MCU在通信过程中恒定较低主频（32KHz~250KHz）运行，达到较低功耗(1.8V，10~30μA)。

有益效果：本发明所提供的一种MCU和BLE芯片间超低功耗通信方法，相对于现有技术，具有以下优点：

本发明抛弃蓝牙BLE芯片的一般通信接口，利用进入退出快速、运行时间极短的IO中断，实现了MCU和BLE芯片间的双向通讯，从而使BLE芯片的高频时钟启动时间极短，达到将通讯功耗降低10倍以上的效果，进而延长续航，提高工作效率。