nrf52811墨水屏edp_service.c文件学习

on_connect函数

/**@brief Function for handling the @ref BLE_GAP_EVT_CONNECTED event from the S110 SoftDevice.** @param[in] p_epd     EPD Service structure.* @param[in] p_ble_evt Pointer to the event received from BLE stack.*/
static void on_connect(ble_epd_t * p_epd, ble_evt_t * p_ble_evt)
{p_epd->conn_handle = p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle;EPD_GPIO_Init();
}

函数功能概述

on_connect函数是蓝牙低功耗 (BLE) 事件处理的核心部分，主要在设备成功建立蓝牙连接时被触发。其核心功能是管理连接句柄并初始化电子纸显示屏 (EPD) 的 GPIO 引脚配置。

代码详细解析

/*** @brief 处理S110 SoftDevice的BLE_GAP_EVT_CONNECTED事件* @param[in] p_epd       EPD服务结构指针，包含连接状态和配置信息* @param[in] p_ble_evt   BLE事件指针，包含连接事件的具体数据*/
static void on_connect(ble_epd_t * p_epd, ble_evt_t * p_ble_evt)
{// 1. 保存连接句柄p_epd->conn_handle = p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle;// 2. 初始化EPD相关的GPIO引脚EPD_GPIO_Init();
}

关键操作说明

1. 连接句柄管理

   • 通过p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle获取蓝牙连接的句柄（conn_handle）
   • 将句柄存储到p_epd->conn_handle中，用于后续通信时标识该连接
   • 连接句柄是 BLE 通信的基础，类似网络连接中的 Socket 描述符

2. GPIO 初始化

   • 调用EPD_GPIO_Init()函数初始化 EPD 硬件相关的 GPIO 引脚
   • 初始化操作可能包括：
     • 设置引脚方向（输入 / 输出）
     • 配置引脚电平（上拉 / 下拉）
     • 初始化 SPI/I2C 等通信接口的引脚
   • 这一步为后续 EPD 显示数据传输做好硬件准备

实际应用场景

当手机或其他 BLE 主机设备扫描并连接到搭载该代码的设备时：

1. 蓝牙协议栈会生成BLE_GAP_EVT_CONNECTED事件
2. 事件处理框架会调用on_connect函数
3. 函数保存连接句柄并初始化 EPD 硬件，使设备准备好接收主机发送的显示指令
4. 后续主机可通过该连接句柄向 EPD 发送数据（如时间、图像等）

潜在优化点

1. 错误处理补充
   可添加EPD_GPIO_Init()的返回值检查，确保初始化成功：

   uint32_t err_code = EPD_GPIO_Init();
   if (err_code != NRF_SUCCESS) {NRF_LOG_ERROR("EPD GPIO init failed, error: %d", err_code);// 可选：断开连接或记录错误状态
   }
   

2. 功耗优化
   若系统对功耗敏感，可在初始化时配置 GPIO 引脚的低功耗模式：

   void EPD_GPIO_Init() {// 示例：配置引脚为低功耗输出模式nrf_gpio_cfg_output(引脚号);nrf_gpio_pin_write(引脚号, 低电平);
   }
   

3. 连接参数记录
   可扩展代码以记录连接参数（如连接间隔、超时时间）：

   p_epd->conn_params.interval = p_ble_evt->evt.gap_evt.params.conn_params.interval;
   p_epd->conn_params.timeout = p_ble_evt->evt.gap_evt.params.conn_params.timeout;
   

与其他函数的协作关系

• 与on_disconnect函数对应：
  连接时调用EPD_GPIO_Init()，断开时调用EPD_GPIO_Uninit()释放资源
• 与epd_service_on_write函数协作：
  连接建立后，on_connect保存的conn_handle用于ble_epd_string_send等函数发送数据
• 与硬件驱动的交互：
  EPD_GPIO_Init()依赖底层 GPIO 驱动实现引脚配置

该函数是 BLE 连接建立后硬件初始化的关键环节，确保 EPD 设备在连接状态下能正常接收和处理显示指令。

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ble_evt_t结构体解析

结构体概述

ble_evt_t是蓝牙低功耗 (BLE) 协议栈中用于表示各类事件的核心数据结构。它采用 "事件头 + 事件联合体" 的设计模式，能够高效处理不同类型的 BLE 事件，同时保持内存占用的最小化。

结构体定义详解

typedef struct
{ble_evt_hdr_t header;           /**< 事件头，包含事件类型标识等公共信息 */union{ble_common_evt_t  common_evt; /**< 通用事件，事件ID属于BLE_EVT_*系列 */ble_gap_evt_t     gap_evt;    /**< GAP层事件，事件ID属于BLE_GAP_EVT_*系列 */ble_gattc_evt_t   gattc_evt;  /**< GATT客户端事件，事件ID属于BLE_GATTC_EVT*系列 */ble_gatts_evt_t   gatts_evt;  /**< GATT服务器事件，事件ID属于BLE_GATTS_EVT*系列 */} evt;                          /**< 事件联合体，根据事件类型存储具体事件数据 */
} ble_evt_t;

核心成员解析

1. header字段 - 事件头结构

• 类型：ble_evt_hdr_t（通常包含事件 ID 和长度信息）
• 作用：
  • 标识事件类型（通过header.evt_id）
  • 提供事件数据长度（通过header.evt_len）
  • 作为所有事件的公共前缀，便于统一处理

typedef struct
{uint16_t evt_id;                /**< Value from a BLE_<module>_EVT series. */uint16_t evt_len;               /**< Length in octets including this header. */
} ble_evt_hdr_t;

 

2. evt联合体 - 事件具体数据

联合体设计的核心优势是内存共享，不同事件类型复用同一块内存空间：

联合体成员	对应事件类型	典型应用场景
common_evt	通用基础事件	协议栈内部状态变化
gap_evt	GAP（通用访问配置文件）事件	连接建立、断开、设备发现等
gattc_evt	GATT 客户端事件	读取 / 写入远程服务数据
gatts_evt	GATT 服务器事件	接收客户端写入、通知请求等

设计模式分析

这种 "头部 + 联合体" 的设计属于标记联合模式 (Tagged Union)，在嵌入式系统中非常常见：

1. 空间效率：

   • 无论处理哪种事件，结构体总大小等于header + 最大事件结构体的大小
   • 避免为每种事件类型单独分配内存

2. 类型安全：

   • 通过header.evt_id判断当前事件类型
   • 确保访问联合体成员时类型匹配

3. 扩展性：

   • 新增事件类型时只需扩展联合体成员
   • 保持结构体接口兼容性

典型使用场景

在事件处理函数中，通常按以下流程处理ble_evt_t：

void ble_evt_handler(ble_evt_t *p_ble_evt)
{// 1. 通过事件头获取事件类型uint32_t evt_id = p_ble_evt->header.evt_id;// 2. 根据事件类型处理不同事件switch (evt_id){case BLE_GAP_EVT_CONNECTED:// 处理连接事件，使用p_ble_evt->evt.gap_evton_connect(p_epd, p_ble_evt);break;case BLE_GATTS_EVT_WRITE:// 处理写入事件，使用p_ble_evt->evt.gatts_evton_write(p_epd, p_ble_evt);break;// 其他事件处理...default:break;}
}

内存布局与对齐注意事项

1. 内存对齐：

   • 联合体成员需遵循最大对齐规则
   • 例如：若ble_gatts_evt_t包含 64 位成员，则整个联合体按 8 字节对齐

2. 内存占用计算：

   sizeof(ble_evt_t) = sizeof(ble_evt_hdr_t) + max(sizeof(ble_common_evt_t),sizeof(ble_gap_evt_t),sizeof(ble_gattc_evt_t),sizeof(ble_gatts_evt_t)
   )
   

3. 跨平台注意事项：

   • 需通过#pragma pack等指令控制结构体对齐
   • 避免因不同编译器对齐规则导致的协议兼容性问题

与其他结构的关联

• ble_evt_hdr_t结构：
  通常包含uint16_t evt_id和uint16_t evt_len字段，作为所有事件的公共标识

• 各事件具体结构：

  • ble_gap_evt_t包含连接句柄、连接参数等 GAP 层数据
  • ble_gatts_evt_t包含服务句柄、特征值句柄等 GATT 服务器数据
  • 这些结构根据蓝牙核心规范定义，确保协议兼容性

这种设计使得 BLE 协议栈能够以统一接口处理各类事件，同时保持高效的内存使用，非常适合资源受限的嵌入式系统环境。

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ble_gap_evt_t结构体深度解析

结构体整体架构

ble_gap_evt_t是蓝牙低功耗 (GAP) 层事件的核心数据结构，用于表示设备在连接、断开、安全认证等过程中产生的各类事件。其设计采用 "连接句柄 + 事件参数联合体" 的模式，能够高效处理多种 GAP 事件类型。

typedef struct
{uint16_t conn_handle;                                     /**< 事件发生的连接句柄 */union                                                     /**< 事件参数联合体，由外层结构体的evt_id标识当前类型 */{ble_gap_evt_connected_t                   connected;                    /**< 连接事件参数 */ble_gap_evt_disconnected_t                disconnected;                 /**< 断开连接事件参数 */ble_gap_evt_conn_param_update_t           conn_param_update;            /**< 连接参数更新事件参数 */// 省略中间事件类型...ble_gap_evt_phy_update_request_t          phy_update_request;           /**< PHY更新请求事件参数 */ble_gap_evt_phy_update_t                  phy_update;                   /**< PHY更新事件参数 */} params;                                                                 /**< 事件具体参数 */
} ble_gap_evt_t;

核心成员详解

1. conn_handle - 连接句柄

• 类型：uint16_t
• 作用：
  • 唯一标识一个蓝牙连接，类似网络通信中的 Socket 句柄
  • 在多连接场景中用于区分不同的客户端连接
  • 所有 GAP 事件都与特定连接相关联

2. params联合体 - 事件参数集合

联合体包含 16 种不同类型的事件参数结构，以下是关键事件类型解析：

事件类型	事件 ID 前缀	核心应用场景
connected	BLE_GAP_EVT_CONNECTED	蓝牙连接建立时，携带连接参数和句柄
disconnected	BLE_GAP_EVT_DISCONNECTED	连接断开时，携带断开原因码
conn_param_update	BLE_GAP_EVT_CONN_PARAM_UPDATE	连接参数（间隔、超时等）更新时
sec_params_request	BLE_GAP_EVT_SEC_PARAMS_REQUEST	安全参数请求，如加密密钥协商
auth_status	BLE_GAP_EVT_AUTH_STATUS	认证状态通知，携带认证结果
timeout	BLE_GAP_EVT_TIMEOUT	连接或操作超时，携带超时类型
rssi_changed	BLE_GAP_EVT_RSSI_CHANGED	接收信号强度变化，携带 RSSI 值

设计模式与内存优化

这种 "句柄 + 联合体" 的设计体现了嵌入式系统中典型的空间效率优先原则：

1. 内存共享机制：

   • 无论处理哪种事件，联合体仅占用最大事件结构的内存空间
   • 例如：ble_gap_evt_connected_t通常比ble_gap_evt_timeout_t更复杂，联合体大小由前者决定

2. 类型安全控制：

   • 通过外层ble_evt_t的header.evt_id字段判断当前事件类型
   • 确保访问联合体成员时类型匹配，避免内存越界

3. 协议兼容性设计：

   • 结构体定义严格遵循蓝牙核心规范 v5.3
   • 新增事件类型时只需扩展联合体成员，不破坏现有接口

典型事件处理流程

以下是处理BLE_GAP_EVT_CONNECTED事件的示例代码，展示如何解析ble_gap_evt_t：

c

void ble_evt_handler(ble_evt_t *p_ble_evt)
{if (p_ble_evt->header.evt_id == BLE_GAP_EVT_CONNECTED){// 1. 获取连接句柄uint16_t conn_handle = p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle;// 2. 解析连接事件参数ble_gap_evt_connected_t *p_connected = &p_ble_evt->evt.gap_evt.params.connected;// 3. 提取连接参数uint16_t conn_interval = p_connected->conn_params.interval;    // 连接间隔 (1.25ms单位)uint16_t conn_latency  = p_connected->conn_params.latency;     // 连接延迟uint16_t supervision_timeout = p_connected->conn_params.sup_timeout; // 超时时间// 4. 业务逻辑处理on_connect(p_epd, p_ble_evt);}
}

内存布局与对齐考量

1. 对齐规则：

   • 联合体成员按各自结构的最大对齐要求进行内存对齐
   • 例如：若ble_gap_evt_connected_t包含 32 位成员，则整个联合体按 4 字节对齐

2. 内存占用计算：

   plaintext

   sizeof(ble_gap_evt_t) = sizeof(uint16_t) + max(sizeof(ble_gap_evt_connected_t),sizeof(ble_gap_evt_disconnected_t),// ... 其他事件结构大小sizeof(ble_gap_evt_phy_update_t)
   )
   

3. 编译器优化建议：

   • 使用#pragma pack(push, 4)等指令控制对齐，避免字节填充浪费内存
   • 在跨平台开发中，通过__attribute__((packed))确保结构体布局一致

与其他结构的协作关系

1. 与ble_evt_t的关系：

   • ble_gap_evt_t是ble_evt_t联合体中的一个成员
   • 通过ble_evt_t->evt.gap_evt访问 GAP 事件相关数据

2. 与事件处理函数的交互：

   • on_connect、on_disconnect等函数接收ble_evt_t*指针
   • 通过类型转换获取ble_gap_evt_t中的具体事件参数

3. 与协议栈的集成：

   • 结构体定义由 Nordic Semiconductor SDK 提供
   • 底层协议栈填充事件数据后，通过回调函数传递给应用层

这种设计使得应用层能够以统一接口处理各类 GAP 事件，同时保持对底层硬件资源的高效利用，非常适合低功耗蓝牙设备的开发场景。