pc-ble-driver 搭建环境

本文基于pc-ble-driver v4.1.1，介绍如何在Windows上搭建开发环境。

以前写过一个入门教程（链接），最近的版本更新改动很大，那篇文章中介绍的方法已经过时。我仍然建议预先读它，然后再看本文。

pc-ble-driver是什么

它是一个PC端的BLE开发平台。

我们在开发板中烧录一个中间层固件，通过PC给固件发指令，与外部BLE设备（比如手机或一个BLE从设备）进行通信。

PC端可以用C/C++、Python、Javascript 语言进行编程。本文介绍的方案是基于C语言。

pc-ble-driver 部署在github中，可以从该页面获得它的全部信息。

生成静态库文件

首先要安装Visual Studio 2019，它有多个开发语言，我们这里只需要C++。

安装好以后，我们能够打开VS的项目文件（.sln）和工程文件（.vcxproj），同时也得到了一个编译工具MSBuild.exe，它的路径应该在：C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\MSBuild\Current\Bin\MSBuild.exe

然后安装cmake工具。

下载pc-ble-driver的源文件：https://github.com/NordicSemiconductor/pc-ble-driver/releases

页面中有多个选项：

• nrf-ble-driver-4.1.1-win_x86_32.zip
• nrf-ble-driver-4.1.1-win_x86_64.zip
• Source code (zip)
• Source code (tar.gz)

需要下载Source Code (zip)那一项。

将源文件解压到一个开发目录下，我这里是：C:\repo\pc-ble-driver-repos\pbd

开始之前需要明确我们要干什么！

pc-ble-driver 在PC端实现了一个库，这个库可以调用softdevice，实现BLE的功能。我们写的代码直接调用这个库文件暴露的接口。

在上面的下载页面，下载nrf-ble-driver-4.1.1-win_x86_64.zip文件，里面就包含了这个库，理想情况是我们能够拿它直接使用，但奇怪的是我这里使用它的库会报错。无奈只能自己生成一个库来用。

所以我们的目标是，编译源文件，生成一个静态库文件（.lib）。

下载必要的第三方VC库：

• asio
• catch2 (只有一个catch.hpp文件)
• spdlog

将它们放在目录：C:\repo\pc-ble-driver-repos\pbd\ext

注意，官方页面上使用vcpkg来下载它们，还要设置一堆环境变量，把问题复杂化，这里我们直接下需要的库，不管vcpkg。

在pbd下面创建一个build文件夹： C:\repo\pc-ble-driver-repos\pbd\build。打开cmd窗口，cd到该文件夹，然后执行：

cmake -DASIO_INCLUDE_DIR=C:\repo\pc-ble-driver-repos\source\ext\asio-1.12.2\include -DCatch2_DIR=C:\repo\pc-ble-driver-repos\source\ext\catch-2.10.0 -DCONNECTIVITY_VERSION=4.1.1 -DNRF_BLE_DRIVER_VERSION=6.1.1 -G "Visual Studio 16 2019" -A Win32 ..

值得看一下各个参数：

• -DXXX表示增加一个变量，也可以通过设置环境变量的方式进行（有坑，不推荐）
• CONNECTIVITY_VERSION和NRF_BLE_DRIVER_VERISON 按实际版本进行配置，因为可能过几天又有新版本了
• -G “Visual Studio 16 2019″，这个跟官方页面上的-G Ninja不同，我发现用Ninja有坑
• -A Win32表示生成Win32的库，可选项还包括：x64, ARM, ARM64。（链接）如果这里使用了Win32，后面创建VS工程时候，也得使用Win32。

命令执行完毕，会在build下生成大量文件，我们关心的是：项目文件（nrf-ble-driver.sln） 和好几个工程文件（*.vcxproj）。

这时候可以双击打开sln项目文件，或者用命令：

"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\Community\MSBuild\Current\Bin\MSBuild.exe" nrf-ble-driver.sln

编译完毕，在pbd\build\Debug目录下就能看到多个lib文件，找到：nrf-ble-driver-sd_api_v6-mt-static-gd-6_1_1.lib，它就是我们生成的静态库文件，后面我们利用它来编写代码。

搭建开发环境

在C:\repo\pc-ble-driver-repos目录下新建几个目录：

• include
• lib
• project\hrs和project\hrs_c
• hex

将pbd\include文件夹下的东西复制到这个include中。其实只复制common和sd_api_v6两个文件夹即可。

将刚才生成的 nrf-ble-driver-sd_api_v6-mt-static-gd-6_1_1.lib 复制到lib中。

将pbd\hex\sd_api_v6下的connectivity_4.1.1_1m_with_s132_6.1.1.hex和connectivity_4.1.1_1m_with_s140_6.1.1.hex复制到hex中，二者分别用于nRF52832和nRF52840芯片。

project\hrs用于放HRS示例工程，project\hrs_c用于放HRS_C示例工程。将 pbd\examples\heart_rate_monitor\main.c 复制到hrs目录下，将 pbd\examples\heart_rate_collector\main.c 复制到hrs_c目录下。

下面介绍如何制作一个HRS工程。

在Visual Studio 2019中，新建一个空白工程，执行以下操作：

先添加main.c到工程。

在工程设置C/C++ -> Additional Include Directories中，添加

• C:\repo\pc-ble-driver-repos\include\sd_api_v6
• C:\repo\pc-ble-driver-repos\include\common
• C:\repo\pc-ble-driver-repos\include\common\config
• C:\repo\pc-ble-driver-repos\include\common\internal
• C:\repo\pc-ble-driver-repos\include\common\internal\transport
• C:\repo\pc-ble-driver-repos\include\common\sdk_compat

C/C++ -> Compile AS设置为Compile As C Code。

C/C++ -> Precompiled Header File设置为Not Using Precompiled Headers

C/C++ -> Process Definitions添加：

• WIN32
• _WINDOWS
• NRF_SD_BLE_API=6
• _WIN32_WINNT=0x0502
• NOMINMAX
• ASIO_STANDALONE
• SD_RPC_EXPORTS
• HCI_LINK_CONTROL
• _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
• PC_BLE_DRIVER_STATIC
• CMAKE_INTDIR=”Debug”
• _DEBUG
• _CONSOLE

Linker -> Additional Dependencies添加：C:\repo\pc-ble-driver-repos\lib\nrf-ble-driver-sd_api_v6-mt-static-gd-6_1_1.lib

Linker -> Generate Debug Info改成：Debug Information optimized for faster links (/DEBUG:FASTLINK)

保存好后打开main.c，按F7编译一下，如果不报错就说明一切完好，可以连上开发板测试了。

hrs_c工程设置过程与之一模一样。

可以从这里下载我配置好的工程作为参考：https://gitee.com/isyq/pc-ble-driver-demo

测试HRS工程

准备一个52开发板，连上电脑。擦除并烧录C:\repo\pc-ble-driver-repos\hex\connectivity_4.1.1_1m_with_s132_6.1.1.hex

查看开发板的串口号，比如是COM58，那么在main.c中，找到DEFAULT_UART_PORT_NAME定义，将其修改为COM58。

然后在VS中按F5进行调试，就会打开有一个cmd窗口，通过打印的内容可以看到它正在广播，如下：

这时候用手机与它连接，发现可以连接但是无法正常发现服务。这是因为这个main.c没有处理Data Length Update事件，导致超时断开。

解决办法是，找到ble_evt_dispatch()函数，增加处理该事件，代码如下：

case BLE_GAP_EVT_DATA_LENGTH_UPDATE_REQUEST:
{
    ble_gap_data_length_params_t dl_params;

    memset(&dl_params, 0, sizeof(ble_gap_data_length_params_t));
    err_code = sd_ble_gap_data_length_update(adapter, p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle,
        &dl_params, NULL);
    if (err_code != NRF_SUCCESS)
    {
        printf("Data len update error: %x\n", err_code);
        fflush(stdout);
    }
} break;

然后手机就可以跟它进行连接和通信了。

值得注意的是，pc-ble-driver与nRF5 SDK 同根同源，这个版本直接使用SDK 15.3的softdevice，但是二者的编程模型不同，SDK 中使用了大量的XXX_DEF 和XXX_OBSERVER 的编程模型，许多BLE库也都是基于这个实现的，在pc-ble-driver中则完全无法使用，所有的扫描、连接、发现操作都得用最原始的API去实现，给使用带来了不少难度。

另外，pc-ble-driver 与PC 之间使用串口进行通信，尽管采用了1M的比特率，但是仍然不同于单芯片方案，有诸多限制。pc-ble-driver 不支持data length extension， data length只能使用27， 意味着它的通信速度跑不起来。

（完）