on_connect函數

/**@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();
}

函數功能概述

on_connect函數是藍牙低功耗 (BLE) 事件處理的核心部分，主要在設備成功建立藍牙連接時被觸發。其核心功能是管理連接句柄并初始化電子紙顯示屏 (EPD) 的 GPIO 引腳配置。

代碼詳細解析

/*** @brief 處理S110 SoftDevice的BLE_GAP_EVT_CONNECTED事件* @param[in] p_epd       EPD服務結構指針，包含連接狀態和配置信息* @param[in] p_ble_evt   BLE事件指針，包含連接事件的具體數據*/
static void on_connect(ble_epd_t * p_epd, ble_evt_t * p_ble_evt)
{// 1. 保存連接句柄p_epd->conn_handle = p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle;// 2. 初始化EPD相關的GPIO引腳EPD_GPIO_Init();
}

關鍵操作說明

1. 連接句柄管理

   • 通過p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle獲取藍牙連接的句柄（conn_handle）
   • 將句柄存儲到p_epd->conn_handle中，用于后續通信時標識該連接
   • 連接句柄是 BLE 通信的基礎，類似網絡連接中的 Socket 描述符

2. GPIO 初始化

   • 調用EPD_GPIO_Init()函數初始化 EPD 硬件相關的 GPIO 引腳
   • 初始化操作可能包括：
     • 設置引腳方向（輸入 / 輸出）
     • 配置引腳電平（上拉 / 下拉）
     • 初始化 SPI/I2C 等通信接口的引腳
   • 這一步為后續 EPD 顯示數據傳輸做好硬件準備

實際應用場景

當手機或其他 BLE 主機設備掃描并連接到搭載該代碼的設備時：

1. 藍牙協議棧會生成BLE_GAP_EVT_CONNECTED事件
2. 事件處理框架會調用on_connect函數
3. 函數保存連接句柄并初始化 EPD 硬件，使設備準備好接收主機發送的顯示指令
4. 后續主機可通過該連接句柄向 EPD 發送數據（如時間、圖像等）

潛在優化點

1. 錯誤處理補充
   可添加EPD_GPIO_Init()的返回值檢查，確保初始化成功：

   uint32_t err_code = EPD_GPIO_Init();
   if (err_code != NRF_SUCCESS) {NRF_LOG_ERROR("EPD GPIO init failed, error: %d", err_code);// 可選：斷開連接或記錄錯誤狀態
   }
   

2. 功耗優化
   若系統對功耗敏感，可在初始化時配置 GPIO 引腳的低功耗模式：

   void EPD_GPIO_Init() {// 示例：配置引腳為低功耗輸出模式nrf_gpio_cfg_output(引腳號);nrf_gpio_pin_write(引腳號, 低電平);
   }
   

3. 連接參數記錄
   可擴展代碼以記錄連接參數（如連接間隔、超時時間）：

   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;
   

與其他函數的協作關系

• 與on_disconnect函數對應：
  連接時調用EPD_GPIO_Init()，斷開時調用EPD_GPIO_Uninit()釋放資源
• 與epd_service_on_write函數協作：
  連接建立后，on_connect保存的conn_handle用于ble_epd_string_send等函數發送數據
• 與硬件驅動的交互：
  EPD_GPIO_Init()依賴底層 GPIO 驅動實現引腳配置

該函數是 BLE 連接建立后硬件初始化的關鍵環節，確保 EPD 設備在連接狀態下能正常接收和處理顯示指令。

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ble_evt_t結構體解析

結構體概述

ble_evt_t是藍牙低功耗 (BLE) 協議棧中用于表示各類事件的核心數據結構。它采用 "事件頭 + 事件聯合體" 的設計模式，能夠高效處理不同類型的 BLE 事件，同時保持內存占用的最小化。

結構體定義詳解

typedef struct
{ble_evt_hdr_t header;           /**< 事件頭，包含事件類型標識等公共信息 */union{ble_common_evt_t  common_evt; /**< 通用事件，事件ID屬于BLE_EVT_*系列 */ble_gap_evt_t     gap_evt;    /**< GAP層事件，事件ID屬于BLE_GAP_EVT_*系列 */ble_gattc_evt_t   gattc_evt;  /**< GATT客戶端事件，事件ID屬于BLE_GATTC_EVT*系列 */ble_gatts_evt_t   gatts_evt;  /**< GATT服務器事件，事件ID屬于BLE_GATTS_EVT*系列 */} evt;                          /**< 事件聯合體，根據事件類型存儲具體事件數據 */
} ble_evt_t;

核心成員解析

1.?header字段 - 事件頭結構

• 類型：ble_evt_hdr_t（通常包含事件 ID 和長度信息）
• 作用：
  • 標識事件類型（通過header.evt_id）
  • 提供事件數據長度（通過header.evt_len）
  • 作為所有事件的公共前綴，便于統一處理

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聯合體 - 事件具體數據

聯合體設計的核心優勢是內存共享，不同事件類型復用同一塊內存空間：

聯合體成員	對應事件類型	典型應用場景
common_evt	通用基礎事件	協議棧內部狀態變化
gap_evt	GAP（通用訪問配置文件）事件	連接建立、斷開、設備發現等
gattc_evt	GATT 客戶端事件	讀取 / 寫入遠程服務數據
gatts_evt	GATT 服務器事件	接收客戶端寫入、通知請求等

設計模式分析

這種 "頭部 + 聯合體" 的設計屬于標記聯合模式 (Tagged Union)，在嵌入式系統中非常常見：

1. 空間效率：

   • 無論處理哪種事件，結構體總大小等于header?+ 最大事件結構體的大小
   • 避免為每種事件類型單獨分配內存

2. 類型安全：

   • 通過header.evt_id判斷當前事件類型
   • 確保訪問聯合體成員時類型匹配

3. 擴展性：

   • 新增事件類型時只需擴展聯合體成員
   • 保持結構體接口兼容性

典型使用場景

在事件處理函數中，通常按以下流程處理ble_evt_t：

void ble_evt_handler(ble_evt_t *p_ble_evt)
{// 1. 通過事件頭獲取事件類型uint32_t evt_id = p_ble_evt->header.evt_id;// 2. 根據事件類型處理不同事件switch (evt_id){case BLE_GAP_EVT_CONNECTED:// 處理連接事件，使用p_ble_evt->evt.gap_evton_connect(p_epd, p_ble_evt);break;case BLE_GATTS_EVT_WRITE:// 處理寫入事件，使用p_ble_evt->evt.gatts_evton_write(p_epd, p_ble_evt);break;// 其他事件處理...default:break;}
}

內存布局與對齊注意事項

1. 內存對齊：

   • 聯合體成員需遵循最大對齊規則
   • 例如：若ble_gatts_evt_t包含 64 位成員，則整個聯合體按 8 字節對齊

2. 內存占用計算：

   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. 跨平臺注意事項：

   • 需通過#pragma pack等指令控制結構體對齊
   • 避免因不同編譯器對齊規則導致的協議兼容性問題

與其他結構的關聯

• ble_evt_hdr_t結構：
  通常包含uint16_t evt_id和uint16_t evt_len字段，作為所有事件的公共標識

• 各事件具體結構：

  • ble_gap_evt_t包含連接句柄、連接參數等 GAP 層數據
  • ble_gatts_evt_t包含服務句柄、特征值句柄等 GATT 服務器數據
  • 這些結構根據藍牙核心規范定義，確保協議兼容性

這種設計使得 BLE 協議棧能夠以統一接口處理各類事件，同時保持高效的內存使用，非常適合資源受限的嵌入式系統環境。

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ble_gap_evt_t結構體深度解析

結構體整體架構

ble_gap_evt_t是藍牙低功耗 (GAP) 層事件的核心數據結構，用于表示設備在連接、斷開、安全認證等過程中產生的各類事件。其設計采用 "連接句柄 + 事件參數聯合體" 的模式，能夠高效處理多種 GAP 事件類型。

typedef struct
{uint16_t conn_handle;                                     /**< 事件發生的連接句柄 */union                                                     /**< 事件參數聯合體，由外層結構體的evt_id標識當前類型 */{ble_gap_evt_connected_t                   connected;                    /**< 連接事件參數 */ble_gap_evt_disconnected_t                disconnected;                 /**< 斷開連接事件參數 */ble_gap_evt_conn_param_update_t           conn_param_update;            /**< 連接參數更新事件參數 */// 省略中間事件類型...ble_gap_evt_phy_update_request_t          phy_update_request;           /**< PHY更新請求事件參數 */ble_gap_evt_phy_update_t                  phy_update;                   /**< PHY更新事件參數 */} params;                                                                 /**< 事件具體參數 */
} ble_gap_evt_t;

核心成員詳解

1.?conn_handle?- 連接句柄

• 類型：uint16_t
• 作用：
  • 唯一標識一個藍牙連接，類似網絡通信中的 Socket 句柄
  • 在多連接場景中用于區分不同的客戶端連接
  • 所有 GAP 事件都與特定連接相關聯

2.?params聯合體 - 事件參數集合

聯合體包含 16 種不同類型的事件參數結構，以下是關鍵事件類型解析：

事件類型	事件 ID 前綴	核心應用場景
connected	BLE_GAP_EVT_CONNECTED	藍牙連接建立時，攜帶連接參數和句柄
disconnected	BLE_GAP_EVT_DISCONNECTED	連接斷開時，攜帶斷開原因碼
conn_param_update	BLE_GAP_EVT_CONN_PARAM_UPDATE	連接參數（間隔、超時等）更新時
sec_params_request	BLE_GAP_EVT_SEC_PARAMS_REQUEST	安全參數請求，如加密密鑰協商
auth_status	BLE_GAP_EVT_AUTH_STATUS	認證狀態通知，攜帶認證結果
timeout	BLE_GAP_EVT_TIMEOUT	連接或操作超時，攜帶超時類型
rssi_changed	BLE_GAP_EVT_RSSI_CHANGED	接收信號強度變化，攜帶 RSSI 值

設計模式與內存優化

這種 "句柄 + 聯合體" 的設計體現了嵌入式系統中典型的空間效率優先原則：

1. 內存共享機制：

   • 無論處理哪種事件，聯合體僅占用最大事件結構的內存空間
   • 例如：ble_gap_evt_connected_t通常比ble_gap_evt_timeout_t更復雜，聯合體大小由前者決定

2. 類型安全控制：

   • 通過外層ble_evt_t的header.evt_id字段判斷當前事件類型
   • 確保訪問聯合體成員時類型匹配，避免內存越界

3. 協議兼容性設計：

   • 結構體定義嚴格遵循藍牙核心規范 v5.3
   • 新增事件類型時只需擴展聯合體成員，不破壞現有接口

典型事件處理流程

以下是處理BLE_GAP_EVT_CONNECTED事件的示例代碼，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. 獲取連接句柄uint16_t conn_handle = p_ble_evt->evt.gap_evt.conn_handle;// 2. 解析連接事件參數ble_gap_evt_connected_t *p_connected = &p_ble_evt->evt.gap_evt.params.connected;// 3. 提取連接參數uint16_t conn_interval = p_connected->conn_params.interval;    // 連接間隔 (1.25ms單位)uint16_t conn_latency  = p_connected->conn_params.latency;     // 連接延遲uint16_t supervision_timeout = p_connected->conn_params.sup_timeout; // 超時時間// 4. 業務邏輯處理on_connect(p_epd, p_ble_evt);}
}

內存布局與對齊考量

1. 對齊規則：

   • 聯合體成員按各自結構的最大對齊要求進行內存對齊
   • 例如：若ble_gap_evt_connected_t包含 32 位成員，則整個聯合體按 4 字節對齊

2. 內存占用計算：

   plaintext

   sizeof(ble_gap_evt_t) = sizeof(uint16_t) + max(sizeof(ble_gap_evt_connected_t),sizeof(ble_gap_evt_disconnected_t),// ... 其他事件結構大小sizeof(ble_gap_evt_phy_update_t)
   )
   

3. 編譯器優化建議：

   • 使用#pragma pack(push, 4)等指令控制對齊，避免字節填充浪費內存
   • 在跨平臺開發中，通過__attribute__((packed))確保結構體布局一致

與其他結構的協作關系

1. 與ble_evt_t的關系：

   • ble_gap_evt_t是ble_evt_t聯合體中的一個成員
   • 通過ble_evt_t->evt.gap_evt訪問 GAP 事件相關數據

2. 與事件處理函數的交互：

   • on_connect、on_disconnect等函數接收ble_evt_t*指針
   • 通過類型轉換獲取ble_gap_evt_t中的具體事件參數

3. 與協議棧的集成：

   • 結構體定義由 Nordic Semiconductor SDK 提供
   • 底層協議棧填充事件數據后，通過回調函數傳遞給應用層

這種設計使得應用層能夠以統一接口處理各類 GAP 事件，同時保持對底層硬件資源的高效利用，非常適合低功耗藍牙設備的開發場景。