STM32外设系列—HC-05（蓝牙）

只看该作者 · 2023-10-24 17:13

一、蓝牙简介
蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4~2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。我们这里介绍的是在嵌入式开发中常用的蓝牙模块——HC-05。

HC-05

二、使用方法
2.1 接线
HC-05供电电压为3.6V~6V。通常使用5V供电。其余的RXD接TXD，TXD接RXD，CND接GND即可。

2.2 AT指令
HC-05也可以使用AT指令进行配置。在配置之前，首先需要让模块进入配置模式。博主买的HC-05有一个小按钮。按住小按钮再给蓝牙模块上电，蓝牙模块进入配置模式，此时模块上自带的LED会慢速闪烁。进入配置模式后，就可以用AT指令来配置我们的HC-05了。配置时，用USB转TTL连接HC-05，用串口调试助手发送AT指令进行配置。需要注意的是，HC-05配置模式的波特率固定为38400，如果你给HC-05发送指令，没有收到回复，记得检查一下串口调试助手的波特率是否正确。下面列举一些配置时常用的AT指令

• AT 检查HC-05模块连接是否正常，HC-05收到后会回复“OK”
• AT+NAME=名字配置HC-05的名字，配置成功后会返回“OK”
• AT+NAME? 询问HC-05的名字。发送后会收到“+NAME:"名字"”，换行加“OK”
• AT+PSWD=密码配置HC-05密码，配对时需要用到。配置成功后，会收到“OK”
• AT+PSWD? 询问HC-05配对密码。发送后会收到“+PSWD:991102”，换行加“OK”
• AT+UART=波特率,停止位,校验设置HC-05的波特率，其中停止位0表示一位停止位，为1表示两位停止位。校验位为0表示无校验，为1表示奇校验，为2表示偶校验。比如设置115200的波特率，一位停止位，无校验。发送“AT+UART=115200,0,0”即可。配置成功后会返回“OK”
• AT+UART? 询问HC-05波特率。发送后会收到“+UART:波特率,停止位,校验”，换行加“OK”

配置完成功后，断电重新上电，HC-05按照配置好的名字，配对密码和波特率开始工作。此时LED快闪。

三、蓝牙APP
这里介绍一个超级好用的蓝牙APP——蓝牙调试器。大概长这个样子，大家可以在应用商店下载

蓝牙调试器

这个蓝牙调试器是一个大佬编写的，我这里只是介绍一下使用方法。其他的详细内容，可以到大佬的原文查看提高开发效率-蓝牙调试器。

为什么推荐这个蓝牙调试器？个人觉得，它能够在众多蓝牙调试器中脱颖而出，是因为它支持用户自己设计GUI，提供了许多控件，比如常见的按钮，文本框，可编辑文本框，以及一些滑动条，遥杆和曲线图等。支持自由设置位置，大小，功能十分强大。更重要的是，大佬提供了程序文件，对于想快速上手蓝牙模块，用手机与蓝牙交互的小伙伴来说，十分友好。

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四、实战项目
下面我们以手机控制两个LED亮灭，同时通过BH1750检测周围环境光照强度变化，返回到手机端显示，并且能够显示光强变化曲线。

4.1 添加文件
第一步，先将大佬的文件添加到工程中。大佬的工程中的初始化函数已经包含了串口的初始化，所以我们不需要再包含串口文件。

添加蓝牙文件

除此之外还要讲BH1750相关文件添加进来，具体可见博主STM32外设系列BH1750篇，这里就不再做介绍。

4.2 配置需要传递的参数
根据项目要求，我们需要配置三个参数，分别用来控制两个LED亮灭，传输周围环境光照强度。首先在程序中定义好这三个变量。

int gLed1Flag = 0; // LED1亮灭控制标志位
int gLed2Flag = 0; // LED2亮灭控制标志位
float gLingt = 0; // 周围环境光照强度

复制代码

定义好这些变量之后，我们需要配置一下文件中的接收和发送数据。打开大佬的.h文件，可以看到里面定义了许多类型的发送和接收变量。这里的发送接收是针对单片机来说的，而不是手机。

#define TX_BOOL_NUM 0
#define TX_BYTE_NUM 0
#define TX_SHORT_NUM 0
#define TX_INT_NUM 0
#define TX_FLOAT_NUM 0
#define RX_BOOL_NUM 0
#define RX_BYTE_NUM 0
#define RX_SHORT_NUM 0
#define RX_INT_NUM 0
#define RX_FLOAT_NUM 0

复制代码

我们需要单片机发送一个周围环境的光照强度，数据类型为浮点型。需要接收两个LED亮灭控制变量，数据类型为int型。我们在对应的位置配置好对应的变量数量，如下

#define TX_BOOL_NUM 0
#define TX_BYTE_NUM 0
#define TX_SHORT_NUM 0
#define TX_INT_NUM 0
#define TX_FLOAT_NUM 1
#define RX_BOOL_NUM 0
#define RX_BYTE_NUM 0
#define RX_SHORT_NUM 0
#define RX_INT_NUM 2
#define RX_FLOAT_NUM 0

复制代码

4.3 获取返回值
在使用手机APP控制LED亮灭时，单片机需要接收到手机发送来的数值。接收程序如下

// 如果接收到APP端数据
if(readValuePack(&rxpack))
{
gLed1Flag = rxpack.integers[0];
gLed2Flag = rxpack.integers[1];
}

复制代码

具体哪个值对应哪个参数，这些需要在手机端配置，放在下面介绍。

4.4 发送光照强度
单片机需要不断地向APP端发送周围环境光照强度数据，程序如下

// 向APP发送周围环境光照强度
txpack.floats[0] = gLingt;
sendValuePack(&txpack);
delay_ms(10); // 防止发送过快

复制代码

需要注意的是，蓝牙发送数据时如果需要一次发送多个数据，一定要在两次发送之间加10ms延时，否则会造成发送失败。

4.5 控制程序
包含两部分内容，一部分是通过BH1750获取周围环境光照强度，另一部分是LED亮灭控制函数。程序如下

// LED亮灭控制
if (gLed1Flag == 1)
{
Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_ON); // 点亮LED1
}
if (gLed2Flag == 1)
{
Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_ON); // 点亮LED2
}
if (gLed1Flag == 0)
{
Med_Led_StateCtrl(LED1,LED_OFF); // 熄灭LED1
}
if (gLed2Flag == 0)
{
Med_Led_StateCtrl(LED2,LED_OFF); // 熄灭LED2
}
gLingt = Med_Bh1750_GetLightIntensity(); // 获取周围环境光照强度
4.6 手机端页面设计

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4.6 手机端页面设计
根据项目要求，需要有两个LED开关，一个显示周围环境光照强度的文本框，还有一个波形显示框。

4.6.1 新建调试工程
打开蓝牙调试助手，选择中间的“专业调试”，然后点击加号新建调试工程。

新建调试工程

4.6.2 设置通信变量
我们新建完调试工程后，需要先进行通信设置。实际就是将我们手机APP与单片机通信时需要的变量配置好。

首先选中新建的调试工程，选择“通信设置”

通信设置

进入之后可以看到如下页面

通信设置页面

这里的发送接收，只针对手机APPA而言的。

我们需要新建一个接收变量和两个发送变量。接收变量为float型，发送变量为int型。这里的顺序对应我们单片机接收时，变量在接收数组中的位置。

发送变量

接收变量

设置完收发变量后还需要设置一下通信模式。点击最右边的通信模式。选择“仅操作控件时发送”即可。如下图

通信模式设置

至此，通信设置完成。

4.6.3 编辑控件
选中新建的调试工程，选择“编辑控件”，即可进入编辑页面。

编辑控件

4.6.4 添加LED控制开关
进入编辑控件页面后，点击加号，添加一个开关。添加时会弹出页面让我们设置开关的信息

添加开关

第一栏是选择该变量是接收变量还是发送变量，第二栏是选择变量类型。最后一栏是选择关联的变量。关联的变量就是我们在通信设置中添加的变量。

选择完成后需要设置开关参数，设置打开和关闭时对应的值

设置参数

4.6.5 添加光照强度显示控件
光照强度显示控件我们选择文本，操作与添加LED开关类似，注意链接好我们添加的光照强度变量即可，这里就不再做详细介绍了。

项目要求能够显示周围环境光照强度变化曲线。这里我们用Y-T一维曲线图来显示。添加之后链接我们添加的光照强度变量，设置好范围即可，这里不再展示。

五、成果展示
首先用蓝牙调试器搜索我们的HC-05进行配对。配对完成后，在专业调试中找到我们新建的调试工程。点击右侧的开始按钮，选择我们的蓝牙，就可以开始操作啦。

成果展示

点击开关可以控制LED的亮灭。文本框显示当前周围环境光照强度。最下面显示当前周围环境光照强度变化曲线。博主最近手边没有烙铁，买来的BH1750没有焊接排针，所以没有连接。因此，显示的光照强度值为0。