nRF Connect SDKによるBLEアプリケーション開発2：メッセージ出力

Last updated at 2024-11-09Posted at 2024-11-03

記事の概要

Nordic社製のBLEモジュール nRF53 を用いて、nRF Connect SDKによりBLEアプリケーションを開発する方法を紹介します

今回はメッセージ出力させる方法について説明します。
メッセージ出力方法は、USB端子を介してUSB CDC ACM を使用する方法や、JLinkを用いてJTAG/SWD経由で入出力する方法などもありますが、今回はUART通信機能を利用します。

なお、今回の記事の内容については以下のNordicの演習が参考になります。

新規アプリケーション作成

今回はサンプルを流用するのではなく、新規にアプリケーションを作成します。

VS Code の nRF Connect アイコンをクリックしてNRF CONNECT サイドウィンドウを開き、 WELCOME を展開し、Create a new application をクリックします。

Create a blanv application を選択します。

アプリケーションの置き場所とアプリケーション名を設定します。

次はボードの設定をします。APPLICATIONS を展開し、Add build configuration をクリックします。

前回の記事で作成したオリジナル基板についての boards ファイル、 trial_nrf5340 を以下では使用します。

Boards target に trial_nrf5340 を入力し、画面最下部の build COnfigutation をクリックします。

自動でビルドが実行されてから、BUILD を展開すると、 Source Files -> Application -> src に以下の main.c ファイルが生成されています。

main.c

#include <zephyr/kernel.h>

int main(void)
{
        return 0;
}

UART通信によるメッセージ出力

UART機能設定

メッセージ出力には UART 通信を使用するので、ボードの設定を編集し UART機能を追加します。

Devicetree Boards file をクリックしてボード設定を開き、 NODES を展開し、peripheral の uart0 にチェーンを入れます。

次に uart0 をクリックして設定画面を表示させ、 PINS を展開し端子を設定します。
クロックやAD端子などの特定の機能が決まっている端子、既に LEDやスイッチと接続されている端子でなければ、任意の端子を選ぶことができます。

今回は TX端子を P0.12 に割り当て、RX端子を P0.11 に割り当てました。
RTS端子とCTS端子は使用しませんが、端子設定だけはしておきます。（RTS端子を P0.10 に割り当て、CTS端子を P0.09 に割り当てました）

通信速度は 115200 にしておきます。別の通信速度にしても問題ありません。

以上の設定を行うと、 trial_nrf5340.dts に以下の UART0 設定が追加されます。
なお、上記のツール設定を行わず、 trial_nrf5340.dts に以下の設定を直接入力してもかまいません。

trial_nrf5340.dts

/* UART0 GPIOs can be configured for other use-cases */
&uart0 {
	/* Disabled by default */
	current-speed = <115200>;
	status = "okay";
	pinctrl-0 = <&uart0_default>;
	pinctrl-1 = <&uart0_sleep>;
	pinctrl-names = "default", "sleep";
};

また、メッセージをコンソールに出力させたいので、以下のようにUARTモジュールをコンソールと関連付ける設定を追加します。

trial_nrf5340.dts

/ {
	model = "trial_nrf5340";
	compatible = "mpengineering,trial-nrf5340";

	chosen {
		zephyr,sram = &sram0;
		zephyr,flash = &flash0;
		zephyr,code-partition = &slot0_ns_partition;
		zephyr,console = &uart0;  /* UARTモジュールをコンソールと関連付ける設定を追加する */
	};

また defconfig ファイルに以下の設定を追加します。

trial_nrf5340_defconfig

# Enable console
CONFIG_CONSOLE=y
CONFIG_UART_CONSOLE=y

USB-シリアル変換

現時点では開発ボード nRF5340 MDBT53-1M の UART入出力端子がどこにもつながっていません。

そこで USB-シリアル変換モジュールを外付けすることで、PCとUSB接続して PC-nRF53 間でUART通信できるようにします。
今回はマルツで販売されている PL2303SA搭載モジュールを使用します。

なお、以下の点に注意してハンダ付けしてください。

USBから電源供給するので USB-シリアル変換モジュールの SJ1 をハンダでつなぐ
nRF53 は 3.3V で動作しており、TXD/RXD は内蔵の 3.3V レギュレーションの出力を使っても問題ないので、 USB-シリアル変換モジュールの SJ2 をハンダでつなぐ
モジュールのRXD端子は nRF53 のTXD端子と接続し、モジュールのTXD端子は nRF53 のRXD端子と接続する
モジュールは内部給電しているので、3.3V端子とGNDは nRF53 と接続しなくてもいい

printk

main.cを以下のように編集します。

main.c

#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/sys/printk.h>

int main(void)
{
       while(1)
       {
               printk("Hello, World!\n");
               k_sleep(K_SECONDS(1));
       }
       return 0;
}