作為嵌入式開發(fā)工程師，藍(lán)牙模塊怎能少呢？

藍(lán)牙模塊廣泛應(yīng)用在各種電子器件，比如手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)/音箱、藍(lán)牙手環(huán)、掃地機(jī)器人，等等。大家在學(xué)嵌入式的時(shí)候，玩過的智能家居、智能小車、無人機(jī)，都有藍(lán)牙模塊的應(yīng)用。

所以，藍(lán)牙模塊的學(xué)習(xí)勢(shì)在必行。

藍(lán)牙模塊的學(xué)習(xí)其實(shí)也沒大家想的那么難，只需要你玩好串口就行了，再加上會(huì)一些 AT 指令，你就可以稱得上藍(lán)牙高手了。但關(guān)于藍(lán)牙協(xié)議棧，那學(xué)起來估計(jì)沒一年半載下不來。

對(duì)于初學(xué)者來講，只需要懂得如何使用這個(gè)藍(lán)牙模塊，就已經(jīng)綽綽有余了。

1. 源碼下載及前置閱讀

本文首發(fā) 良許嵌入式網(wǎng) ：https://www.lxlinux.net/e/ ，歡迎關(guān)注！

本文所涉及的源碼及安裝包如下（由于平臺(tái)限制，請(qǐng)點(diǎn)擊以下鏈接閱讀原文下載）：

https://www.lxlinux.net/e/stm32/bluetooth-turorial.html

如前面所述，玩藍(lán)牙模塊就是玩串口，所以大家一定要先把串口玩好。如果你不懂得如何玩串口，可以看下面這篇文章：

STM32串口接收不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)（接收中斷+超時(shí)判斷）：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-usart-receive-data-using-rxne-time-out.html

如果你是個(gè)零基礎(chǔ)的小白，連 STM32 都沒見過，我也給你準(zhǔn)備了一個(gè)保姆級(jí)教程，手把手教你搭建好 STM32 開發(fā)環(huán)境，并教你如何下載程序，簡(jiǎn)直業(yè)界良心！

零基礎(chǔ)快速上手STM32開發(fā)（手把手保姆級(jí)教程）：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-quick-start-for-beginner.html

如果你連代碼都不知道怎么燒錄到 STM32 的，可以參考下文，提供了 5 種代碼燒錄方式：

STM32下載程序的五種方法：https://www.lxlinux.net/e/stm32/five-ways-to-flash-program-to-stm32.html

2. 藍(lán)牙模塊介紹

2.1 型號(hào)介紹

現(xiàn)在市面上流行的藍(lán)牙模塊有很多，例如廣州匯承公司的藍(lán)牙模塊應(yīng)用非常的廣泛，它們公司生產(chǎn)的 HC 系列的藍(lán)牙模塊如下圖所示：

這些藍(lán)牙模塊，在主/機(jī)、工作頻段、通信距離、空中速率等方面都存在差異，大家可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行選擇。

對(duì)于初學(xué)者而言，HC-08 是一款非常適合入門的藍(lán)牙模塊，本文就是以 HC-08 作為對(duì)象，介紹藍(lán)牙模塊的玩法。

HC-08 采用 TI CC25540 芯片方案，藍(lán)牙 BLE4.0 主從一體，通過 BLE 的軟件連接，傳輸速率 1Mbps ，傳輸距離 80m ，低功耗，詳細(xì)參數(shù)如下：

2.2 引腳介紹

HC-08 藍(lán)牙模塊是通過串口與單片機(jī)進(jìn)行通信，這個(gè)模塊既可以作為主機(jī)也可以作為從機(jī)（通過 AT 指令配置）。有些藍(lán)牙模塊不支持主機(jī)（如 HC-02 、HC-04），所以在使用時(shí)需要注意區(qū)分。

HC-08 藍(lán)牙模塊實(shí)物圖如下所示：

可以看到，HC-08 模塊一共有 6 個(gè)引腳，下面詳細(xì)介紹各個(gè)引腳的作用。

• STATE：狀態(tài)輸出引腳。未連接時(shí)，則為低電平。連接成功時(shí)，則為高電平。可以在程序中作指示引腳使用；

• RXD：串口接收引腳。接單片機(jī)的 TX 引腳（如果是5V MCU，需串聯(lián)一個(gè) 220R 電阻）；

• TXD：串口發(fā)送引腳。接單片機(jī)的 RX 引腳;

• GND：接地電源；

• VCC：輸入 3.2～6V 的電源（注意，上面一層郵票口的模塊不能接 5V 的電源，需要底板降壓至 3.3V）；

• KEY：主機(jī)用于清除配對(duì)的從機(jī)地址記憶（需要拉高電平 200ms 以上）。

上面的「連接」是指模塊通過藍(lán)牙協(xié)議連接上主機(jī)或從機(jī)，并非物理意義上的連接。下同。

正常通信下，只需接 RXD、TXD、GND、VCC 四條線就夠了。

藍(lán)牙模塊上還有一個(gè) LED燈和一個(gè)小按鍵 （按鍵控制著引腳 KEY ）。默認(rèn)情況下，當(dāng) LED燈閃爍時(shí)表示藍(lán)牙模塊當(dāng)前為從機(jī)，正在等待連接。而長(zhǎng)亮的時(shí)候就代表已經(jīng)有主機(jī)連接上該模塊，可以正常進(jìn)行透?jìng)魍ㄓ嵙恕?p>當(dāng)按鍵按下后，主機(jī)將清除已被記錄的從機(jī)地址。另外，也可使用 AT+CLEAR 指令，實(shí)現(xiàn)「主機(jī)清除已記錄的從機(jī)地址」的功能。

注意，在硬件接線的時(shí)候藍(lán)牙模塊的 TXD 要和單片機(jī)的 RXD 相連接，藍(lán)牙模塊的 RXD 要和單片機(jī)的 TXD 相連接，也就是所謂的「交叉接線」。

3. 基本玩法

3.1 主/從機(jī)模式

3.1.1 主機(jī)模式

當(dāng)藍(lán)牙模塊處于主機(jī)模式的時(shí)候，可以與一個(gè)從機(jī)進(jìn)行連接。在此模式下可以對(duì)周圍設(shè)備進(jìn)行搜索并選擇需要連接的從機(jī)進(jìn)行連接。理論上，一個(gè)藍(lán)牙主端設(shè)備，可同時(shí)與 7 個(gè)藍(lán)牙從端設(shè)備進(jìn)行通訊。

一個(gè)具備藍(lán)牙通訊功能的設(shè)備，可以在兩個(gè)角色之間進(jìn)行切換。比如：平時(shí)工作在從機(jī)模式，等待其它主機(jī)來連接；在需要時(shí)，可轉(zhuǎn)換為主機(jī)模式，向其它設(shè)備發(fā)起連接。一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備以主機(jī)模式發(fā)起連接時(shí)，需要知道對(duì)方的藍(lán)牙地址，配對(duì)密碼等信息，配對(duì)完成之后，可直接發(fā)起連接。

3.1.2 從機(jī)模式

當(dāng)藍(lán)牙模塊處于從機(jī)模式的時(shí)候，只能被主機(jī)搜索，不能主動(dòng)搜索。從機(jī)與主機(jī)連接以后，也可以和主機(jī)進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

3.3.3 兩種工作模式有什么區(qū)別呢？

主機(jī)是指能夠搜索別人并主動(dòng)建立連接的一方，從機(jī)則不能主動(dòng)建立連接，只能等待主機(jī)連接自己。

• 如何進(jìn)入從機(jī)模式？

HC-08 上電之后，默認(rèn)情況下就是從機(jī)模式。如果需要手動(dòng)配置，可以使用 AT+ROLE=S 指令。

• 如何進(jìn)入主機(jī)模式？

我們需要通過 AT 指令 AT+ROLE=M 來設(shè)置藍(lán)牙模塊為主機(jī)模式。

3.2 什么是AT指令？

AT 指令（AT Commands）最早是由發(fā)明撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器的賀氏公司為了控制撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器而發(fā)明的控制協(xié)議。后來隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的升級(jí)，速度很低的撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器基本退出市場(chǎng)，但是 AT 指令被保留了下來。

在嵌入式開發(fā)中，經(jīng)常是使用 AT 命令去控制各種通訊模塊，比如  WiFi  模塊、藍(lán)牙模塊、GPRS 模塊等等。一般就是主芯片通過硬件接口（比如串口、SPI）發(fā)送 AT 指令給通訊模塊，模塊接收到數(shù)據(jù)之后回應(yīng)響應(yīng)的數(shù)據(jù)。

3.3 常用的AT指令

AT 指令分為四種類型：

藍(lán)牙模塊的 AT 指令相較于 ESP8266 要少非常多，后者有近百條。現(xiàn)在舉例一些常用指令，并使用這些指令一步一步的通過串口實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙模塊的收發(fā)數(shù)據(jù)。

常用AT指令說明

請(qǐng)注意，只有當(dāng)藍(lán)牙模塊未連接上主/從機(jī)，通過串口發(fā)送的數(shù)據(jù)才會(huì)被識(shí)別為 AT 指令。否則一旦連接上主/從機(jī)，則發(fā)送的字符串則被視為普通數(shù)據(jù)，直接透?jìng)鹘o對(duì)方。

• 測(cè)試指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT	OK	測(cè)試指令	最基礎(chǔ)的測(cè)試指令

當(dāng)模塊連接上 MCU 之后，我們不知道模塊是否連接到位、是否有虛連、模塊是否正常工作，我們可以發(fā)送 AT 這條指令進(jìn)行測(cè)試，如果接收到 OK 響應(yīng)，則代表模塊一切正常，可以進(jìn)行后續(xù)的操作了。

• 模塊重啟指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+RESET	OK	重啟藍(lán)牙模塊	藍(lán)牙模塊會(huì)自動(dòng)重啟，重啟 200ms 后可執(zhí)行新的操作

• 恢復(fù)出廠設(shè)置指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+DEFAULT	OK	恢復(fù)出廠設(shè)置	注：不會(huì)清除主機(jī)已記錄的從機(jī)地址！若要清除，請(qǐng)?jiān)谖催B線狀態(tài)下使用 AT+CLEAR 指令進(jìn)行清除。 藍(lán)牙模塊會(huì)自動(dòng)重啟，重啟 200ms 后可進(jìn)行新的操作。

• 更改功耗模式指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+MODE=？	0/1/2	獲取當(dāng)前功耗模式	獲取當(dāng)前功耗模式
  AT+MODE=0	OK	更改功耗模式（僅限從機(jī)）	全速功耗模式（出廠默認(rèn)）
  AT+MODE=1	OK	更改功耗模式（僅限從機(jī)）	一級(jí)節(jié)能模式
  AT+MODE=2	OK	更改功耗模式（僅限從機(jī)）	二級(jí)節(jié)能模式（睡眠模式）

節(jié)能模式說明：

一級(jí)節(jié)能模式是模塊最主要的低功耗模式，可為透?jìng)魈峁┑凸拇龣C(jī)，也可以作為低功耗的廣播數(shù)據(jù)；

二級(jí)節(jié)能模式是睡眠模式，在睡眠下時(shí)不可發(fā)現(xiàn)、不可連接，串口喚醒后可發(fā)現(xiàn)、可連接。

兩種節(jié)能模式都可以通過串口發(fā)送 1 個(gè)字節(jié)以上的數(shù)據(jù)來喚醒，但喚醒后前面幾個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)可能會(huì)亂碼。

• 修改模塊角色指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+ROLE=？	Master/Slave	獲取當(dāng)前模塊的主從機(jī)狀態(tài)	獲取當(dāng)前的藍(lán)牙模塊為主機(jī)/從機(jī)模式
  AT+ROLE=M	Master	設(shè)置為主機(jī)模式	設(shè)置后模塊將自動(dòng)重啟，重啟 200ms 后可進(jìn)行新的操作
  AT+ROLE=S	Slave	設(shè)置為從機(jī)模式	設(shè)置后模塊將自動(dòng)重啟，重啟 200ms 后可進(jìn)行新的操作

• 設(shè)置 LED 開/關(guān)指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+LED=？	OK+LED=？	查詢LED工作模式	查詢LED當(dāng)前的工作模式
  AT+LED=0	OK+LED=0	設(shè)置LED工作模式	設(shè)置LED的工作模式為關(guān)閉
  AT+LED=1	OK+LED=1	設(shè)置LED工作模式	設(shè)置LED的工作模式為打開

使用指令關(guān)閉LED后再打開，需要重啟藍(lán)牙模塊才能生效

• 修改藍(lán)牙地址指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+ADDR=？	（當(dāng)前藍(lán)牙模塊MAC地址）	獲取藍(lán)牙模塊MAC地址	地址必須為 12 位的 0~F 數(shù)字或大寫字符，即 16 進(jìn)制字符。
  AT+ADDR=xxx	OKsetADDR	修改藍(lán)牙模塊的MAC地址	建議不要修改模塊的 MAC 地址，避免沖突

• 查看軟件版本指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+VERSION	HC-08V3.1, 2017-07-07	獲取軟件版本和發(fā)布日期	獲取軟件版本和發(fā)布日期

• 查看當(dāng)前基本參數(shù)

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+RX	Name:HC-08	查詢模塊的基本參數(shù)	藍(lán)牙名是用戶設(shè)定的名字
  	Role:Slave		模塊角色（主/從）
  	Baud:9600,NONE		串口波特率，校驗(yàn)位
  	Addr:xx,xx,xx,xx,xx,xx		藍(lán)牙地址
  	PIN :000000		藍(lán)牙密碼（密碼無效）

• 修改藍(lán)牙名稱指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+NAME=?	OK+NAME=HC-08	獲取藍(lán)牙當(dāng)前名稱	獲取藍(lán)牙模塊的當(dāng)前名稱
  AT+NAME=xxx	OKsetNAME	設(shè)置藍(lán)牙名稱	設(shè)置藍(lán)牙模塊的名稱

• 設(shè)置模塊是否可連接指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+CONT=？	Connectable/Non-Connectable	獲取藍(lán)牙模塊當(dāng)前是否可連接	設(shè)置可連接性，不可連接時(shí)主要用于廣播數(shù)據(jù)
  AT+CONT=0	OK	設(shè)置“可連接”成功	設(shè)置“可連接”成功
  AT+CONT=1	OK	設(shè)置“不可連接”成功	設(shè)置“不可連接”成功

  模式	主機(jī)	從機(jī)
  可連接	中心（Central）可連接，連線后進(jìn)入普通透?jìng)髂Ｊ?/td>	外設(shè)（Peripheral）可連接，連線后進(jìn)入普通透?jìng)髂Ｊ?/td>
  不可連接	觀察者（Observer）當(dāng)前模塊不能連接到其它模塊或者設(shè)備，但是會(huì)自動(dòng)掃描 HC-08 從機(jī)的廣播數(shù)據(jù)包，固定 2s 刷新一次	廣播者（Broadcaster）不會(huì)和主機(jī)連接，但可以結(jié)合低功耗模式 1，實(shí)現(xiàn)廣播數(shù)據(jù)包發(fā)送

• 設(shè)置連接超時(shí)指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+CTOUT=?	OK+CTOUT=200（默認(rèn)）	查詢連接超時(shí)時(shí)間	查詢連接超時(shí)時(shí)間，單位 10ms，范圍 103200（100ms32s）。默認(rèn)為200
  AT+CTOUT=100	OK+CTOUT=100	設(shè)置連接超時(shí)時(shí)間	設(shè)置連接超時(shí)時(shí)間為100ms

• 設(shè)置自動(dòng)進(jìn)入睡眠時(shí)間指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+AUST=?	OK+AUST=20	查詢自動(dòng)睡眠定時(shí)	（默認(rèn) 20s，該時(shí)間越小則越省電）設(shè)置的時(shí)間范圍為：1s~300s 。在低功耗模式下，激活模塊后如無操作，x 秒后將返回用戶原先所設(shè)置的低功耗模式
  AT+AUST=100	OK+AUST=100	設(shè)置自動(dòng)睡眠時(shí)間	設(shè)置自動(dòng)睡眠時(shí)間為100s

• 修改串口波特率指令

  指令	響應(yīng)	功能	說明
  AT+BAUD=xx,y	xx, y	設(shè)置串口	設(shè)置串口，參數(shù)如下表格
  AT+BAUD=？	9600，NONE	查詢串口設(shè)置	查詢串口設(shè)置

  xx 為串口波特率，y 為校驗(yàn)位

  參數(shù)	串口波特率（xx）	參數(shù)	校驗(yàn)位（y）
  1200	1200bps	N	無校驗(yàn)NONE
  2400	2400bps	E	偶校驗(yàn)EVEN
  4800	4800bps	O	奇校驗(yàn)ODD
  9600	9600bps（默認(rèn)波特率）
  19200	19200bps
  38400	38400bps
  57600	57600bps
  115200	115200bps

3.4 通信示意圖

4. 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

4.1 硬件準(zhǔn)備

• STM32核心板

本文使用的是 STM32F103C8T6 最小系統(tǒng)板，價(jià)格很便宜，普遍 5~8 元。

• ST-Link V2

ST-Link  是一種用于 STM32 微控制器的調(diào)試和編程工具，它可以通過 SWD 或 JTAG 接口與開發(fā)板進(jìn)行通信。一般價(jià)格在 6~8 元左右。

• USB轉(zhuǎn)TTL

這玩意兒大家應(yīng)該非常熟悉了，通常我們用它來打印單片機(jī) log。

當(dāng)然，配合上位機(jī)（比如串口調(diào)試助手），我們也可以使用它對(duì)一些模組進(jìn)行調(diào)試，比如：wifi模塊、4G模組、藍(lán)牙，等等。

當(dāng)然價(jià)格也很便宜，普遍 5~8 元。

如果對(duì)這個(gè)工具使用不熟悉的小伙伴，可以閱讀下文：

零基礎(chǔ)快速上手STM32開發(fā)（手把手保姆級(jí)教程）：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-quick-start-for-beginner.html

• 藍(lán)牙模塊

本文使用的是 HC-08 藍(lán)牙模塊，價(jià)格普遍 5~20 元左右。

4.2 PC串口助手調(diào)試

在項(xiàng)目開始前，我們需要使用 USB 轉(zhuǎn) TTL 工具對(duì)我們的藍(lán)牙模塊進(jìn)行測(cè)試，確保藍(lán)牙模塊工作正常。

硬件接線如下表格所示：

線路接好之后如下圖所示：

線路接好之后，將 USB 轉(zhuǎn) TTL 工具插入電腦，在串口助手輸入指令 AT ，模塊正常情況下會(huì)返回 OK 。

接著我們輸入 AT+VERSION ，獲取藍(lán)牙模塊的版本信息，結(jié)果如下：

在使用串口調(diào)試藍(lán)牙模塊的過程中，有可能會(huì)出現(xiàn)波特率正常、驅(qū)動(dòng)正常、藍(lán)牙模塊正常，且可以被手機(jī)連接上，但是輸入 AT 指令，卻沒有返回的情況，出現(xiàn)這種情況可以試試換個(gè)串口助手。

4.3 硬件接線

藍(lán)牙模塊確認(rèn)正常之后，我們就可以使用單片機(jī)通過編程的方式來操作藍(lán)牙模塊。

本文使用 串口2 連接藍(lán)牙，串口1 連接 USB 轉(zhuǎn) TTL 來打印 log。

燒錄的時(shí)候接線如下表，如果不會(huì)燒錄的話可以看我之前的文章 STM32下載程序的五種方法：https://www.lxlinux.net/e/stm32/five-ways-to-flash-program-to-stm32.html。

接好之后像這樣，我這里使用了面包板，用公對(duì)母的杜邦線將他們串在了一起

4.4 藍(lán)牙收發(fā)代碼編寫

藍(lán)牙模塊通過串口與 MCU 進(jìn)行通訊，所以第一步需要先做好串口的配置。

關(guān)于串口的配置，我寫過一篇文章手把手教你玩串口，大家可以移步下文查看：

STM32串口接收不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)（接收中斷+超時(shí)判斷）：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-usart-receive-data-using-rxne-time-out.html

具體代碼如下：

uint8_t bt_uart_rx_buf[BT_RX_BUF_SIZE];

uint8_t bt_uart_tx_buf[BT_TX_BUF_SIZE];

uint16_t bt_uart_rx_len = 0;

void bt_init(uint32_t baudrate)

{

    bt_uart_handle.Instance          = BT_INTERFACE;                 /* BT */

    bt_uart_handle.Init.BaudRate     = baudrate;                     /* 波特率 */

    bt_uart_handle.Init.WordLength   = UART_WORDLENGTH_8B;           /* 數(shù)據(jù)位 */

    bt_uart_handle.Init.StopBits     = UART_STOPBITS_1;              /* 停止位 */

    bt_uart_handle.Init.Parity       = UART_PARITY_NONE;             /* 校驗(yàn)位 */

    bt_uart_handle.Init.Mode         = UART_MODE_TX_RX;              /* 收發(fā)模式 */

    bt_uart_handle.Init.HwFlowCtl    = UART_HWCONTROL_NONE;          /* 無硬件流控 */

    bt_uart_handle.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;         /* 過采樣 */

    HAL_UART_Init(&bt_uart_handle);                                  /* 使能BT */

}

void bt_rx_clear(void)

{

    memset(bt_uart_rx_buf, 0, sizeof(bt_uart_rx_buf));              //清空接收緩沖區(qū)

    bt_uart_rx_len = 0;                                             //接收計(jì)數(shù)器清零

}

void BT_IRQHandler(void)

{

    uint8_t receive_data = 0;   

    if(__HAL_UART_GET_FLAG(&bt_uart_handle, UART_FLAG_RXNE) != RESET){      //獲取接收RXNE標(biāo)志位是否被置位

        if(bt_uart_rx_len >= sizeof(bt_uart_rx_buf))                        //如果接收的字符數(shù)大于接收緩沖區(qū)大小，