藍(lán)牙技術(shù)在單片機(jī)控制中的應(yīng)用

摘 要：藍(lán)牙技術(shù)，是一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在短距離無線數(shù)據(jù)傳送中有很大的應(yīng)用需求。鑒于此，在介紹藍(lán)牙無線通信模塊HC-05的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，藍(lán)牙模塊的配對(duì)設(shè)置的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)用兩個(gè)藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單片機(jī)之間時(shí)鐘顯示的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了分析，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)之間的無線通信。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙技術(shù);藍(lán)牙無線通信模塊;單片機(jī)通信

1??? 藍(lán)牙技術(shù)概述

（1）藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在短距離無線數(shù)據(jù)傳送中有很大的應(yīng)用需求。藍(lán)牙無線通信在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單片機(jī)串口之間的無線通信，也可實(shí)現(xiàn)手機(jī)和單片機(jī)之間的無線通信，并能實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字傳輸，這就給單片機(jī)無線控制和應(yīng)用提供了新的方法[1]。

在單片機(jī)中應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)近程無線通信，搭建藍(lán)牙新功能的單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，可以為單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用技術(shù)增加新的內(nèi)容。

（2）本文使用的藍(lán)牙無線通信模塊是HC-05藍(lán)牙應(yīng)用模塊，它有兩種工作模式，即接收指令工作模式和自動(dòng)連接工作模式。在自動(dòng)連接工作模式下，模塊的工作模式有3種，分別為主機(jī)模式、從機(jī)模式和回環(huán)模式。常用的自動(dòng)連接工作模式分別是主機(jī)模式和從機(jī)模式配對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。選定使用的工作模式并再次上電后，模塊就會(huì)自動(dòng)按照設(shè)定好的工作模式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收[2]。

模塊實(shí)物圖如圖1所示。

模塊引腳說明如表1所示，電路原理圖如圖2所示。

2??? HC-05藍(lán)牙無線通信模塊的設(shè)置

HC-05藍(lán)牙無線通信模塊需要在設(shè)置后才能使用，具體的設(shè)置過程如下：

（1）首先要準(zhǔn)備USB轉(zhuǎn)TTL模塊，將USB轉(zhuǎn)TTL轉(zhuǎn)換模塊連接到電腦的USB口上，然后利用串口調(diào)試助手進(jìn)行藍(lán)牙模塊的AT命令調(diào)試，這時(shí)藍(lán)牙模塊的工作方式是接收指令工作模式。

（2）USB轉(zhuǎn)TTL模塊與HC-05的連接如圖3所示，USB轉(zhuǎn)TTL模塊的RXD接HC-05藍(lán)牙無線通信模塊的TXD端，USB轉(zhuǎn)TTL模塊的TXD接HC-05藍(lán)牙無線通信模塊的RXD端，然后兩個(gè)模塊的VCC端相連接，兩個(gè)模塊的GND端相連接。

（3）當(dāng)藍(lán)牙模塊的工作方式是接收指令工作模式時(shí)，能執(zhí)行AT命令，用戶可通過串口調(diào)試助手向模塊發(fā)送各種AT指令，為模塊設(shè)定控制參數(shù)或發(fā)布控制命令。HC-05藍(lán)牙應(yīng)用模塊常用的AT指令詳細(xì)介紹如表2所示。

進(jìn)入命令響應(yīng)工作模式有兩種方法：（1）模塊上電，未配對(duì)情況下就是AT模式，波特率為模塊本身的波特率，默認(rèn)為9 600，發(fā)送一次AT指令時(shí)需要置高一次PIO11;（2）PIO11置高電平后，再給模塊上電，此時(shí)模塊進(jìn)入AT模式，波特率固定為38 400，可以直接發(fā)送AT指令。

置高一次PIO11是指在藍(lán)牙模塊中有一個(gè)小按鍵，按一下就置高一次PIO11。也就是說，第一種方法需要每發(fā)送一次AT指令按一次;而第二種方式是長(zhǎng)按的過程中上電，之后就無須再管了，直接發(fā)送AT命令即可。需要注意的是，兩種進(jìn)入命令響應(yīng)工作模式的方式使用的波特率是不一樣的，建議使用第二種方式。

怎么區(qū)分是否進(jìn)入了命令響應(yīng)工作模式呢？在藍(lán)牙模塊上有燈，當(dāng)燈快閃的時(shí)候，就是自動(dòng)連接工作模式;當(dāng)燈慢閃的時(shí)候，就是命令響應(yīng)工作模式[2]。

（4）AT命令簡(jiǎn)介：進(jìn)入到命令響應(yīng)工作模式之后，就可以使用串口調(diào)試助手進(jìn)行藍(lán)牙調(diào)試了。需要注意的是，AT指令不區(qū)分大小寫，均以回車、換行結(jié)尾。

（5）藍(lán)牙模塊的配對(duì)設(shè)置：

1）設(shè)置第一個(gè)HC-05藍(lán)牙無線通信模塊。

串口調(diào)試助手XCOM將藍(lán)牙模塊1恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置：AT+ORGL，并發(fā)送。

設(shè)置藍(lán)牙模塊1配對(duì)碼，配置藍(lán)牙1的配對(duì)碼：AT+

PSWD=“0000”，并發(fā)送。藍(lán)牙1與藍(lán)牙2的配對(duì)碼自己隨意設(shè)置，但必須一樣，這樣才能成功配對(duì)。

設(shè)置1主模式串口調(diào)試助手A，將藍(lán)牙A配置為從機(jī)模式：AT+ROLE=1，并發(fā)送。

藍(lán)牙模塊1綁定藍(lán)牙模塊2地址。AT+BIND=98d3，32，30d8ea，這個(gè)地址是查詢藍(lán)牙模塊2的地址后得出的數(shù)據(jù)。

確認(rèn)綁定地址，串口調(diào)試助手XCOM輸入：AT+BIND？設(shè)置串口波特率串口調(diào)試助手XCOM，設(shè)置藍(lán)牙1的串口波特率，輸入AT+UART=56700，0，0。

設(shè)置藍(lán)牙模塊1的連接模式為0，即AT+CMODE=0。數(shù)據(jù)0的含義是藍(lán)牙連接模塊必須按照指定藍(lán)牙地址進(jìn)行連接，這樣第一個(gè)藍(lán)牙模塊1才能自動(dòng)連接第二個(gè)藍(lán)牙模塊2。

2）用另外一個(gè)串口助手設(shè)置另外一個(gè)HC-05。

與設(shè)置藍(lán)牙模塊1的方式相同，先恢復(fù)藍(lán)牙模塊2默認(rèn)設(shè)置。

設(shè)定藍(lán)牙模塊2配對(duì)碼，要與藍(lán)牙模塊1的配對(duì)碼相同。

設(shè)置藍(lán)牙模塊2為主模式，將藍(lán)牙模塊2配置為主機(jī)模式：AT+ROLE=0，并發(fā)送，因?yàn)榇饲八{(lán)牙模塊1已經(jīng)配置成為從機(jī)模式了。

查詢藍(lán)牙模塊2地址，查詢藍(lán)牙模塊2地址的AT命令是：AT+ADDR？發(fā)送得到藍(lán)牙2的地址：98d3：32：30d8ea，將這個(gè)地址返回給藍(lán)牙模塊1，這樣才能夠在藍(lán)牙1中使用指定地址連接模式。

設(shè)置串口波特率，設(shè)置藍(lán)牙模塊2的串口波特率，輸入AT+UART=56700，0，0。兩個(gè)藍(lán)牙模塊的串口波特率的設(shè)定要相同，如果使用串口調(diào)試助手發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，波特率可以是56 700，這樣傳輸數(shù)據(jù)比較快速。如果使用藍(lán)牙模塊傳輸數(shù)據(jù)，那么波特率最好使用9 600，這樣傳輸數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定[3]。

（6）常規(guī)工作模式：重新上電后兩個(gè)藍(lán)牙模塊都進(jìn)入常規(guī)工作模式，各自的藍(lán)牙模塊會(huì)自動(dòng)搜索相同綁定地址的藍(lán)牙配對(duì)模塊，完成配對(duì)。之后，兩個(gè)藍(lán)牙模塊之間就能通過單片機(jī)的串行口傳遞主模塊發(fā)給從模塊的數(shù)據(jù)了。

3??? 利用兩個(gè)HC-05藍(lán)牙無線通信模塊連接兩個(gè)單片機(jī)進(jìn)行串行通信

兩個(gè)HC-05藍(lán)牙無線通信模塊設(shè)置好之后，兩個(gè)單片機(jī)就可以像串口通信一樣使用HC-05藍(lán)牙無線通信模塊進(jìn)行單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。兩個(gè)連接在各自單片機(jī)上的藍(lán)牙模塊傳輸單片機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)如圖4所示。通過HC-05藍(lán)牙無線通信模塊，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間和單片機(jī)與外設(shè)之間的短距離無線數(shù)據(jù)傳輸，從而簡(jiǎn)化了單片機(jī)控制系統(tǒng)的接線，提高了單片機(jī)控制方式的多樣性、便捷性和智能化程度。

4??? 結(jié)語(yǔ)

通過兩個(gè)藍(lán)牙模塊的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的無線短程通信，取消單片機(jī)串口之間需要導(dǎo)線連接的通信線路，提高單片機(jī)應(yīng)用的靈活性，有利于進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用各種單片機(jī)無線控制技術(shù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 藍(lán)牙[EB/OL].[2021-07-10].https：//baike.baidu.com/

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[2] 兩個(gè)藍(lán)牙HC-05的完美配對(duì)學(xué)習(xí)筆記[EB/OL].（2018-08-

01）[2021-07-10].https：//blog.csdn.net/seek97/

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[3] 兩個(gè)HC-05藍(lán)牙模塊互相綁定構(gòu)成無線串口模塊[EB/OL].

（2018-10-29）[2021-07-10].https：//blog.csdn.net/

whik1194/article/details/83513657.

收稿日期：2021-07-19

作者簡(jiǎn)介：吳賡（1970—），男，福建福州人，碩士研究生，講師，研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)。