3.16 CC2541BLE 蓝牙 4.0 串口模块（来自 zhikun 的贡献）

3.16.1 模块来源

采购链接： https://detail.tmall.com/item.htm?_u=i21i2tra84c&id=520650637220&spm=a1z09.2.0.0.45752e8dJrVP2c

3.16.2 规格参数

工作电压：3.3V

工作电流：<20mA

通信方式：UART

模块尺寸：26.7(H) x 13(V)MM

传输距离：<10m

引脚数量：4

3.16.3 模块原理

通过串口控制蓝牙芯片，进行无线传输，支持低功率，方便做 IOT 应用。

3.16.4 移植工程

3.16.4.1 引脚选择

CC2541	立创-梁山派
UART_TX	PB11
UART_RX	PB10
VCC	3V3
GND	GND

按照引脚选择进行 IO 配置和驱动，编写驱动函数，最后通过手机蓝牙 APP 控制蓝牙模块，告知开发板进行 LED2 亮灭控制。这里为了节省时间直接在立创开发板的资料中（梁山 Pi 开发板资料\资源包\08 代码例程-视频注释版-GD32F470 版\005 串口打印信息）005 例子作为工程模板进行开发。

3.16.4.2 CC2541 驱动移植

串口配置

这里采用 CC2541 进行的串口通信，因此使用了开发板的 USART2(PB11、PB10)与之通信，PA9、PA10 作为 USART0 进行调试信息打印。具体配置如下。

bsp_usart.h 文件，增加了 USART2

#ifndef _BSP_USART_H
#define _BSP_USART_H

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"

#define BSP_USART_TX_RCU  RCU_GPIOA   // 串口TX的端口时钟
#define BSP_USART_RX_RCU  RCU_GPIOA   // 串口RX的端口时钟
#define BSP_USART_RCU     RCU_USART0  // 串口0的时钟

#define BSP_USART_TX_PORT GPIOA                                // 串口TX的端口
#define BSP_USART_RX_PORT GPIOA                                // 串口RX的端口
#define BSP_USART_AF                         GPIO_AF_7   // 串口0的复用功能
#define BSP_USART_TX_PIN  GPIO_PIN_9  // 串口TX的引脚
#define BSP_USART_RX_PIN  GPIO_PIN_10 // 串口RX的引脚

#define BSP_USART                                 USART0      // 串口0

#define USART_RECEIVE_LENGTH  256

extern uint8_t  g_recv_buff[USART_RECEIVE_LENGTH]; // 接收缓冲区
extern uint8_t g_recv_length;                                                                                 // 接收数据长度
extern uint8_t  g_recv_complete_flag;                                                  // 接收完成标志位

void usart0_gpio_config(uint32_t band_rate);  // 配置串口0
void usart0_send_data(uint8_t ucch);          // 发送一个字符
void usart0_send_string(uint8_t *ucstr);      // 发送一个字符串

void usart2_gpio_config(uint32_t band_rate);  // 配置串口2
void usart2_send_data(uint8_t ucch);          // 发送一个字符
void usart2_send_string(uint8_t *ucstr);      // 发送一个字符串

#endif  /* BSP_USART_H */

bsp_usart.c 文件，增加 USART2 功能，支持中断接收。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_usart.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年04月14日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/

#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"

uint8_t         g_recv_buff[USART_RECEIVE_LENGTH];   // 接收缓冲区
uint8_t         g_recv_length = 0;                                                                         // 接收数据长度
uint8_t                g_recv_complete_flag = 0;                                          // 接收数据完成标志位

/************************************************
函数名称 ： usart_gpio_config
功    能 ： 串口配置GPIO
参    数 ： band_rate:波特率
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart0_gpio_config(uint32_t band_rate)
{
  /* 开启时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_TX_RCU);   // 开启串口时钟
        rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_RX_RCU);   // 开启端口时钟
        rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_RCU);      // 开启端口时钟

        /* 配置GPIO复用功能 */
  gpio_af_set(BSP_USART_TX_PORT,BSP_USART_AF,BSP_USART_TX_PIN);
        gpio_af_set(BSP_USART_RX_PORT,BSP_USART_AF,BSP_USART_RX_PIN);

        /* 配置GPIO的模式 */
        /* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
        gpio_mode_set(BSP_USART_TX_PORT,GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_USART_TX_PIN);
        /* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
        gpio_mode_set(BSP_USART_RX_PORT, GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_USART_RX_PIN);

        /* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(BSP_USART_TX_PORT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,BSP_USART_TX_PIN);
        /* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(BSP_USART_RX_PORT,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_USART_RX_PIN);

        /* 配置串口的参数 */
        usart_deinit(BSP_USART);                                 // 复位串口
        usart_baudrate_set(BSP_USART,band_rate);                 // 设置波特率
        usart_parity_config(BSP_USART,USART_PM_NONE);            // 没有校验位
        usart_word_length_set(BSP_USART,USART_WL_8BIT);          // 8位数据位
        usart_stop_bit_set(BSP_USART,USART_STB_1BIT);                              // 1位停止位

  /* 使能串口 */
        usart_enable(BSP_USART);                                                   // 使能串口
        usart_transmit_config(BSP_USART,USART_TRANSMIT_ENABLE);  // 使能串口发送
        usart_receive_config(BSP_USART,USART_RECEIVE_ENABLE);  // 使能串口接收
}

/************************************************
函数名称 ： usart_send_data
功    能 ： 串口重发送一个字节
参    数 ： ucch：要发送的字节
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart0_send_data(uint8_t ucch)
{
        usart_data_transmit(BSP_USART,(uint8_t)ucch);                                                         // 发送数据
        while(RESET == usart_flag_get(BSP_USART,USART_FLAG_TBE));  // 等待发送数据缓冲区标志置位
}

/************************************************
函数名称 ： usart_send_String
功    能 ： 串口发送字符串
参    数 ： ucstr:要发送的字符串
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart0_send_string(uint8_t *ucstr)
{
        while(ucstr && *ucstr)        // 地址为空或者值为空跳出
        {
          usart0_send_data(*ucstr++);  // 发送单个字符
        }
}

//*******************************************************************
//串口2实现开始
//增加串口2配置与驱动
//2023/9/26

/************************************************
函数名称 ： usart2_gpio_config
功    能 ： 串口配置GPIO
参    数 ： band_rate:波特率
返 回 值 ： 无
作    者 ： kwin
*************************************************/
void usart2_gpio_config(uint32_t band_rate)
{
  /* 开启时钟 */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_USART2);   // 开启串口时钟
        rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);   // 开启端口时钟

        /* 配置GPIO复用功能 */
        gpio_af_set(GPIOB,GPIO_AF_7,GPIO_PIN_11);
        gpio_af_set(GPIOB,GPIO_AF_7,GPIO_PIN_10);

        /* 配置GPIO的模式 */
        /* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
        gpio_mode_set(GPIOB,GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_10);
        /* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
        gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_11);

        /* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(GPIOB,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_10);
        /* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(GPIOB,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_11);

        /* 配置串口的参数 */
        usart_deinit(USART2);                                 // 复位串口
        usart_baudrate_set(USART2,band_rate);                 // 设置波特率
        usart_parity_config(USART2,USART_PM_NONE);            // 没有校验位
        usart_word_length_set(USART2,USART_WL_8BIT);          // 8位数据位
        usart_stop_bit_set(USART2,USART_STB_1BIT);                              // 1位停止位

      /* 使能串口 */
        usart_enable(USART2);                                                   // 使能串口
        usart_transmit_config(USART2,USART_TRANSMIT_ENABLE);  // 使能串口发送
        usart_receive_config(USART2,USART_RECEIVE_ENABLE);  // 使能串口接收

        /* 中断配置 */
        nvic_irq_enable(USART2_IRQn, 2, 2);                                                                          // 配置中断优先级
        usart_interrupt_enable(USART2,USART_INT_RBNE);                                 // 读数据缓冲区非空中断和溢出错误中断
        usart_interrupt_enable(USART2,USART_INT_IDLE);                                 // 空闲检测中断

}

/************************************************
函数名称 ： usart2_send_data
功    能 ： 串口重发送一个字节
参    数 ： ucch：要发送的字节
返 回 值 ：
作    者 ： kwin
*************************************************/
void usart2_send_data(uint8_t ucch)
{
        usart_data_transmit(USART2,(uint8_t)ucch);                                                         // 发送数据
        while(RESET == usart_flag_get(USART2,USART_FLAG_TBE));  // 等待发送数据缓冲区标志置位
}

/************************************************
函数名称 ： usart2_send_String
功    能 ： 串口发送字符串
参    数 ： ucstr:要发送的字符串
返 回 值 ：
作    者 ： kwin
*************************************************/
void usart2_send_string(uint8_t *ucstr)
{
        while(ucstr && *ucstr)        // 地址为空或者值为空跳出
        {
          usart2_send_data(*ucstr++);  // 发送单个字符
        }
}

//串口2实现完成

/************************************************
函数名称 ： fputc
功    能 ： 串口重定向函数
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
     usart0_send_data(ch);
     // 等待发送数据缓冲区标志置位
     return ch;
}

/************************************************
函数名称 ： USART2_IRQHandler
功    能 ： 串口接收中断服务函数
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： kwin
*************************************************/
void USART2_IRQHandler(void)
{
        if(usart_interrupt_flag_get(USART2,USART_INT_FLAG_RBNE) == SET)   // 接收缓冲区不为空
        {
                g_recv_buff[g_recv_length++] = usart_data_receive(USART2);      // 把接收到的数据放到缓冲区中
        }

        if(usart_interrupt_flag_get(USART2,USART_INT_FLAG_IDLE) == SET)   // 检测到帧中断
        {
                usart_data_receive(USART2);                                     // 必须要读，读出来的值不能要
                g_recv_buff[g_recv_length] = '\0';                                                                                                                                 // 数据接收完毕，数组结束标志
                g_recv_complete_flag = 1;                                          // 接收完成
        }
}

3.16.4.3 CC2541 驱动文件

这里主要是对 CC2541 的通信确认，以及信息读取。响应的指令还有很多，大家在这个基础上可以实现更多的函数功能.

bsp_cc2541.h 文件

#ifndef _BSP_CC2541_H
#define _BSP_CC2541_H
#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
uint8_t IsOK(void);//测试AT指令是否返回OK
void Get_Ver(void);//获取模块版本号
void Get_Addr(void);//获取模块MAC地址
void Get_Name(void);//获取模块名称
void Get_Pin(void);//获取模块Pin码
#endif  /* _BSP_CC2541_H */

bsp_cc2541.c 文件

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_CC2541.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: kwin
  * 修改日期: 2023年049月26日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_CC2541.h"
/************************************************
函数名称 ： IsOK
功    能 ： 测试AT指令是否返回OK
参    数 ：
返 回 值 ： 1：OK，0：Fail
作    者 ： kwin
*************************************************/
uint8_t IsOK(void)
{
        uint8_t i=0;
        usart2_send_string("AT\r\n");
        while(g_recv_complete_flag==0)
        {
                delay_1ms(1);
                i++;
                if(i>200) return 0;
        }
        g_recv_complete_flag = 0;                   // 等待下次接收
        g_recv_length = 0;                                                                                                        // 清空长度

        if((g_recv_buff[0]=='O')&&(g_recv_buff[1]=='K'))
                return 1;
        else
                return 0;

}

/************************************************
函数名称 ： Get_Ver
功    能 ： 获取模块版本号
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： kwin
*************************************************/
void Get_Ver(void)
{
        uint8_t i=0;
        usart2_send_string("AT+VERSION\r\n");
        while(g_recv_complete_flag==0)
        {
                delay_1ms(1);
                i++;
                if(i>200) return;
        }
        g_recv_complete_flag = 0;                   // 等待下次接收
        g_recv_length = 0;                                                                                                        // 清空长度
        printf("\r\n%s",g_recv_buff);

}

/************************************************
函数名称 ： Get_Addr
功    能 ： 获取模块MAC地址
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： kwin
*************************************************/
void Get_Addr(void)
{
        uint8_t i=0;
        usart2_send_string("AT+LADDR\r\n");
        while(g_recv_complete_flag==0)
        {
                delay_1ms(1);
                i++;
                if(i>200) return;
        }
        g_recv_complete_flag = 0;                   // 等待下次接收
        g_recv_length = 0;                                                                                                        // 清空长度
        printf("\r\n%s",g_recv_buff);

}

/************************************************
函数名称 ： Get_Name
功    能 ： 获取模块名称
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： kwin
*************************************************/
void Get_Name(void)
{
        uint8_t i=0;
        usart2_send_string("AT+NAME\r\n");
        while(g_recv_complete_flag==0)
        {
                delay_1ms(1);
                i++;
                if(i>200) return;
        }
        g_recv_complete_flag = 0;                   // 等待下次接收
        g_recv_length = 0;                                                                                                        // 清空长度
        printf("\r\n%s",g_recv_buff);

}

/************************************************
函数名称 ： Get_Pin
功    能 ： 获取模块Pin
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： kwin
*************************************************/
void Get_Pin(void)
{
        uint8_t i=0;
        usart2_send_string("AT+PIN\r\n");
        while(g_recv_complete_flag==0)
        {
                delay_1ms(1);
                i++;
                if(i>200) return;
        }
        g_recv_complete_flag = 0;                   // 等待下次接收
        g_recv_length = 0;                                                                                                        // 清空长度
        printf("\r\n%s",g_recv_buff);

}

3.16.4.4 main 函数实现

在 main 函数中实现验证驱动函数验证，无限循环中实现等待蓝牙连接以及数据收发。通过手机发送蓝牙指令控制 LED2 亮灭。开发板收到手机指令并返回信息给手机，同时向上位机打印提示信息。

指令	LED2 状态
LEDk	亮
LEDg	灭

大家可以通过此例，实现更多的功能或者任务。

具体代码如下：

/********************************************************************************
  * 文 件 名: main.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: kwin
  * 修改日期: 2023年09月26日
  * 功能介绍:1-现验证驱动函数验证;
             2-无限循环中实现等待蓝牙连接以及数据收发;
                         3-通过手机发送蓝牙指令控制LED2亮灭;
                         4-开发板收到手机指令并返回信息给手机;
                         5-同时向上位机打印提示信息。
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "bsp_led.h"
#include "sys.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_CC2541.h"

/************************************************
函数名称 ： main
功    能 ： 主函数
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： kwin
*************************************************/
int main(void)
{

    systick_config();          // 滴答定时器初始化
    led_gpio_config();                            // led初始化
    usart0_gpio_config(115200U);  // 串口0初始化
    usart2_gpio_config(9600U);  // 串口2初始化
    LED2OFF;
    printf("AT test begin \r\n");
    if(IsOK())
        printf("\r\nOK\r\n");
    else
        printf("\r\nAT failed\r\n");
    Get_Ver();
    Get_Addr();
    Get_Pin();
    Get_Name();
    while(1)
    {
        delay_1ms(100);
        //LED2TOGGLE;
        if(g_recv_complete_flag)
        {
            if(g_recv_length>4)
            {
                if((g_recv_buff[0]=='L')&&(g_recv_buff[1]=='E')&&(g_recv_buff[2]=='D'))
                {
                    if(g_recv_buff[3]=='k')
                    {
                        LED2ON;
                        printf("\r\nLED2 ON\r\n");
                        usart2_send_string("LED2 is opened\r\n");
                    }else if(g_recv_buff[3]=='g')
                    {
                        LED2OFF;
                        printf("\r\nLED2 OFF\r\n");
                        usart2_send_string("LED2 is closed\r\n");
                    }
                }
            }else
            {
                printf("REC:%s",g_recv_buff);
            }
            g_recv_complete_flag = 0;                   // 等待下次接收
            g_recv_length = 0;                        // 清空长度
        }
    }
}

3.16.5 移植验证

代码编译并下载到开发板中，可以看到显示与代码实现一致.

源代码打包：

通过网盘分享的文件：立创·梁山派GD32F470ZGT6开发板【模块移植手册代码】

链接: https://pan.baidu.com/s/1pp44yjD1Dhh7U9iZ2a11IA 提取码: LCKF

3.16.6 手机蓝牙 APP 下载

我的红米，打开应用商店，搜 e 调试，这是我试了好多，才觉得这个最好用。大家不要下载错误。

这是电脑下载链接：

https://itdebugger.com/

这是我自己下载的安装文件，大家谨慎使用，若有问题概不负责，尤其钱财、诈骗等。强烈建议大家从安全的应用商店下载。实在找不到，可以再考虑下面这个。