HC05蓝牙模块
HC-05 蓝牙串口通信模块,是基于 Bluetooth Specification V2.0 带 EDR 蓝牙协议的数传模块。无线工作频段为 2.4GHz ISM,调制方式是 GFSK。模块最大发射功率为 4dBm,接收灵敏度-85dBm,板载 PCB 天线,可以实现 10 米距离通信。模块采用邮票孔封装方式,模块大小 27mm×13mm×2mm,方便客户嵌入应用系统之内,自带 LED 灯,可直观判断蓝牙的连接状态。模块采用 CSR 的 BC417 芯片,支持 AT 指令,用户可根据需要更改角色(主、从模式)以及串口波特率、设备名称等参数,使用灵活。
模块来源
规格参数
工作电压:3.6-6V
供电电流:40mA
发射功率:4dBm(最大)
参考距离:10米
控制方式:串口
管脚数量:6 Pin(2.54mm间距排针)
移植过程
我们的目标是在天空星GD32F407上能够实现手机通过蓝牙传输数据的功能。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现,再移植至我们的工程。
查看资料
使用HC05蓝牙模块之前,需要知道蓝牙模块的波特率,这样我们才能控制它。将蓝牙模块与USB转TTL串口调试模块进行连接,在插入电脑之前,按住模块上的按键再通电,插入电脑通电后此时模块上的灯是慢闪,HC-05进入AT命令模式,默认波特率是38400;此模式我们叫原始模式。原始模式下一直处于AT命令模式状态。
进入AT命令模式之后,最主要的是设置模式为从机控制,即等待手机去连接我们蓝牙模块的蓝牙,主要由手机控制。发送指令时需要注意,每一条指令都要加上\r\n或者勾选发送新行,不然是识别不到命令的。(如果没有USB转TTL模块,那么可以使用立创天空星赠送的dap-link进行通信)
关键指令说明
测试指令:
设置/查询-模块角色:
设置/查询-串口参数:
配置完成完成之后,给蓝牙模块断电再通电,模块上的灯快速闪烁,说明处于正常工作状态。
打开手机的蓝牙功能进行搜索,会发现我们的蓝牙模块名称:HC-05。连接时需要输入PIN码,而我们在之前AT模式时,已经查询过为1234。
连接手机成功之后,模块上的灯进入慢闪状态,说明已经连接成功。
在手机端打开蓝牙通信软件,测试能否与电脑互传数据。
引脚选择
想要使用串口,需要确定使用的引脚是否有串口外设功能。可以通过数据手册【GD32F407xx_Datasheet_Rev2.7.pdf】进行查看。
在数据手册的第40页结尾,是关于GD32F407Vx系列芯片引脚的功能定义示意图。
这里选择使用PA2和PA3的附加串口1功能。
STATE引脚为连接成功指示引脚,连接手机成功时输出高电平,通过将PC2设置为输入模式,读取STATE引脚的电平状态,当为高电平时,说明有手机连接该蓝牙模块成功;当为低电平时,说明没有手机连接。
移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与【2.1 DHT11温湿度传感器】相同,只是将.c和.h文件更改为bsp_bluetooth.c与bsp_bluetooth.h。见2.1.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。
将bsp_uart.h文件,替换成下方的代码:
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*/
#ifndef __BSP_UART_H__
#define __BSP_UART_H__
#include "board.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 BSP_USART_IRQ USART0_IRQn // 串口0中断
#define BSP_USART_IRQHandler USART0_IRQHandler // 串口0中断服务函数
/* 串口缓冲区的数据长度 */
#define USART_RECEIVE_LENGTH 1024
extern uint8_t g_recv_buff[]; // 接收缓冲区
extern uint16_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 usart_gpio_config(uint32_t band_rate); // 配置串口
void usart_send_data(uint8_t ucch); // 发送一个字符
void usart_send_string(uint8_t *ucstr); // 发送一个字符串
void usart_receive_clear(void);
#endif /* __BSP_UART_H__ */
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将bsp_uart.c文件,替换成下方的代码:
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*/
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
uint8_t g_recv_buff[]; // 接收缓冲区
uint16_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 usart_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
/* 中断配置 */
nvic_irq_enable(BSP_USART_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
usart_interrupt_enable(BSP_USART,USART_INT_RBNE); // 读数据缓冲区非空中断和溢出错误中断
usart_interrupt_enable(BSP_USART,USART_INT_IDLE); // 空闲检测中断
}
/************************************************
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 usart_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 usart_send_string(uint8_t *ucstr)
{
while(ucstr && *ucstr) // 地址为空或者值为空跳出
{
usart_send_data(*ucstr++); // 发送单个字符
}
}
void usart_receive_clear(void)
{
unsigned int i = 0;
for( i = 0; i < USART_RECEIVE_LENGTH; i++ )
{
g_recv_buff[] = 0;
}
g_recv_length = 0;
}
#if !defined(__MICROLIB)
//不使用微库的话就需要添加下面的函数
#if (__ARMCLIB_VERSION <= 6000000)
//如果编译器是AC5 就定义下面这个结构体
struct __FILE
{
int handle;
};
#endif
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
#endif
/* retarget the C library printf function to the USART */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
usart_data_transmit(BSP_USART, (uint8_t)ch);
while(RESET == usart_flag_get(BSP_USART, USART_FLAG_TBE));
return ch;
}
/************************************************
函数名称 : BSP_USART_IRQHandler
功 能 : 串口接收中断服务函数
参 数 : 无
返 回 值 : 无
作 者 : LC
*************************************************/
void BSP_USART_IRQHandler(void)
{
if(usart_interrupt_flag_get(BSP_USART,USART_INT_FLAG_RBNE) == SET) // 接收缓冲区不为空
{
g_recv_buff[] = usart_data_receive(BSP_USART); // 把接收到的数据放到缓冲区中
}
if(usart_interrupt_flag_get(BSP_USART,USART_INT_FLAG_IDLE) == SET) // 检测到帧中断
{
usart_data_receive(BSP_USART); // 必须要读,读出来的值不能要
g_recv_buff[] = '\0'; // 数据接收完毕,数组结束标志
g_recv_complete_flag = 1; // 接收完成
usart_interrupt_flag_clear(BSP_USART, USART_INT_FLAG_IDLE);
}
}
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在文件bsp_bluetooth.c中,编写如下代码。
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*/
#include "bsp_bluetooth.h"
#include "stdio.h"
unsigned char Bluetooth_ConnectFlag = 0; //蓝牙连接状态 = 0没有手机连接 = 1有手机连接
unsigned char BLERX_BUFF[];
unsigned char BLERX_FLAG = 0;
unsigned char BLERX_LEN = 0;
/************************************************************
* 函数名称:Bluetooth_GPIO_Init
* 函数说明:蓝牙RXTX引脚初始化
* 型 参:bund=串口波特率
* 返 回 值:无
* 备 注:无
*************************************************************/
void Bluetooth_GPIO_Init(unsigned int bund)
{
/* 使能引脚时钟 */
rcu_periph_clock_enable(BLUETOOTH_TXD_RCU);
rcu_periph_clock_enable(BLUETOOTH_RXD_RCU);
/* 使能串口时钟 */
rcu_periph_clock_enable(BLE_USART_RCU);
/* 配置引脚为复用功能x */
gpio_af_set(BLUETOOTH_RXD_PORT, BLE_USART_AF, BLUETOOTH_RXD_GPIO);
gpio_af_set(BLUETOOTH_TXD_PORT, BLE_USART_AF, BLUETOOTH_TXD_GPIO);
/* 配置引脚为复用上拉模式 */
gpio_mode_set(BLUETOOTH_RXD_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, BLUETOOTH_RXD_GPIO);
gpio_mode_set(BLUETOOTH_TXD_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, BLUETOOTH_TXD_GPIO);
/* 配置引脚为为输出模式 */
gpio_output_options_set(BLUETOOTH_RXD_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BLUETOOTH_RXD_GPIO);
gpio_output_options_set(BLUETOOTH_TXD_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BLUETOOTH_TXD_GPIO);
/* 设置USART的波特率 */
usart_baudrate_set(BLE_USART, bund);
/* 设置USART的校验位为无 */
usart_parity_config(BLE_USART, USART_PM_NONE);
/* 设置USART的数据位为8位 */
usart_word_length_set(BLE_USART, USART_WL_8BIT);
/* 设置USART的停止位为1位 */
usart_stop_bit_set(BLE_USART, USART_STB_1BIT);
/* 使能串口 */
usart_enable(BLE_USART);
/* 使能USART传输 */
usart_transmit_config(BLE_USART, USART_TRANSMIT_ENABLE);
/* 使能USART接收 */
usart_receive_config(BLE_USART, USART_RECEIVE_ENABLE);
/* 使能USART接收中断标志位 */
usart_interrupt_enable(BLE_USART, USART_INT_RBNE);
/* 使能USART空闲中断标志位 */
usart_interrupt_enable(BLE_USART, USART_INT_IDLE); // DLE 线检测中断
/* 配置中断优先级 */
nvic_irq_enable(BLE_USART_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:BLE_Send_Bit
* 函 数 说 明:向蓝牙发送单个字符
* 函 数 形 参:ch=ASCII字符
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void BLE_Send_Bit(unsigned char ch)
{
//发送字符
usart_data_transmit(BLE_USART, ch);
// 等待发送数据缓冲区标志自动置位
while(RESET == usart_flag_get(BLE_USART, USART_FLAG_TBE) );
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:BLE_send_String
* 函 数 说 明:向蓝牙发送字符串
* 函 数 形 参:str=发送的字符串
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void BLE_send_String(unsigned char *str)
{
while( str && *str ) // 地址为空或者值为空跳出
{
BLE_Send_Bit(*str++);
}
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Clear_BLERX_BUFF
* 函 数 说 明:清除串口接收的数据
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Clear_BLERX_BUFF(void)
{
unsigned char i = BLERX_LEN_MAX-1;
while(i)
{
BLERX_BUFF[] = 0;
}
BLERX_LEN = 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Bluetooth_Link_Gpio_Init
* 函 数 说 明:蓝牙连接成功指示引脚state初始化
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Bluetooth_Link_Gpio_Init(void)
{
//打开4个LED的引脚时钟
rcu_periph_clock_enable(BLUETOOTH_LINK_RCU);
//设置引脚模式为上拉输入
gpio_mode_set(BLUETOOTH_LINK_PORT, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, BLUETOOTH_LINK_GPIO);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Bluetooth_Init
* 函 数 说 明:蓝牙初始化
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:默认波特率为9600
******************************************************************/
void Bluetooth_Init(void)
{
Bluetooth_GPIO_Init(9600);
Bluetooth_Link_Gpio_Init();
#if DEBUG
//在调试时,通过AT命令已经设置好模式
printf("Bluetooth_Init succeed!\r\n");
#endif
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_Bluetooth_ConnectFlag
* 函 数 说 明:获取手机连接状态
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:返回1=已连接 返回0=未连接
* 作 者:LC
* 备 注:使用该函数前,必须先调用 Bluetooth_Mode 函数
******************************************************************/
unsigned char Get_Bluetooth_ConnectFlag(void)
{
return Bluetooth_ConnectFlag;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Bluetooth_Mode
* 函 数 说 明:判断蓝牙模块的连接状态
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:未连接时STATE低电平 连接成功时STATE高电平
******************************************************************/
void Bluetooth_Mode(void)
{
static char flag = 0;
//如果没有手机连接
if( DISCONNECT == BLUETOOTH_LINK )
{
//连接状态为未连接
Bluetooth_ConnectFlag = 0;
//如果之前是连接状态
if( flag == 1 )
{
flag = 0;//修改状态
}
return;
}
//如果手机已经连接
if( CONNECT == BLUETOOTH_LINK )
{
Bluetooth_ConnectFlag = 1;
//如果之前是断开状态
if( flag == 0 )
{
flag = 1;//修改状态
}
}
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Receive_Bluetooth_Data
* 函 数 说 明:接收蓝牙数据
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Receive_Bluetooth_Data(void)
{
//获取蓝牙状态
Bluetooth_Mode();
//如果手机已经连接
if( Bluetooth_ConnectFlag == 1 )
{
if( BLERX_FLAG == 1 )//接收到蓝牙数据
{
BLERX_FLAG = 0;
//显示蓝牙发送过来的数据
printf("data = %s\r\n",BLERX_BUFF);
Clear_BLERX_BUFF();//清除接收缓存
}
}
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Send_Bluetooth_Data
* 函 数 说 明:向蓝牙模块发送数据
* 函 数 形 参:dat=要发送的字符串
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:(如果手机连接了蓝牙,就是向手机发送数据)
******************************************************************/
void Send_Bluetooth_Data(char *dat)
{
//获取蓝牙状态
Bluetooth_Mode();
//如果手机已经连接
if( Bluetooth_ConnectFlag == 1 )
{
//发送数据
BLE_send_String((unsigned char*)dat);
}
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:BLE_USART_IRQHandler
* 函 数 说 明:连接蓝牙的串口中断服务函数
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void BLE_USART_IRQHandler(void)
{
if(usart_interrupt_flag_get(BLE_USART,USART_INT_FLAG_RBNE) != RESET) // 接收缓冲区不为空
{
BLERX_BUFF[] = usart_data_receive(BLE_USART);
#if DEBUG
printf("%c",BLERX_BUFF[]);
#endif
BLERX_LEN = ( BLERX_LEN + 1 ) % BLERX_LEN_MAX;
}
if(usart_interrupt_flag_get(BLE_USART,USART_INT_FLAG_IDLE) == SET) // 检测到空闲中断
{
usart_data_receive(BLE_USART); // 必须要读,读出来的值不能要
BLERX_BUFF[] = '\0';
BLERX_FLAG = SET;// 接收完成
usart_interrupt_flag_clear(BLE_USART, USART_INT_FLAG_IDLE);
}
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在文件bsp_bluetooth.h中,编写如下代码。
#ifndef _BSP_BLUETOOTH_H_
#define _BSP_BLUETOOTH_H_
#include "gd32f4xx.h"
#include "string.h"
#include "board.h"
//是否开启串口0调试 1开始 0关闭
#define DEBUG 1
#define BLERX_LEN_MAX 200
//蓝牙的TXD端要接的线
#define BLUETOOTH_TXD_RCU RCU_GPIOA
#define BLUETOOTH_TXD_PORT GPIOA
#define BLUETOOTH_TXD_GPIO GPIO_PIN_3
//蓝牙的RXD端要接的线
#define BLUETOOTH_RXD_RCU RCU_GPIOA
#define BLUETOOTH_RXD_PORT GPIOA
#define BLUETOOTH_RXD_GPIO GPIO_PIN_2
//串口配置
#define BLE_USART_RCU RCU_USART1
#define BLE_USART USART1
#define BLE_USART_AF GPIO_AF_7
#define BLE_USART_IRQ USART1_IRQn
#define BLE_USART_IRQHandler USART1_IRQHandler
//连接成功指示引脚
#define BLUETOOTH_LINK_RCU RCU_GPIOC
#define BLUETOOTH_LINK_PORT GPIOC
#define BLUETOOTH_LINK_GPIO GPIO_PIN_2
#define BLUETOOTH_LINK gpio_input_bit_get(BLUETOOTH_LINK_PORT, BLUETOOTH_LINK_GPIO)
#define CONNECT 1 //蓝牙连接成功
#define DISCONNECT 0 //蓝牙连接断开
void Bluetooth_Init(void);
unsigned char Get_Bluetooth_ConnectFlag(void);
void Bluetooth_Mode(void);
void Receive_Bluetooth_Data(void);
void BLE_send_String(unsigned char *str);
#endif
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移植验证
在自己工程中的main主函数中,编写如下。
/*
* 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
* 开发板官网:www.lckfb.com
* 技术支持常驻论坛,任何技术问题欢迎随时交流学习
* 立创论坛:club.szlcsc.com
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* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2023-11-02 LCKFB-yzh first version
*/
#include "board.h"
#include "bsp_bluetooth.h"
int main(void)
{
board_init();
usart_gpio_config(9600U);
printf("start\r\n");
Bluetooth_Init();
while(1)
{
//如果接收到蓝牙数据则通过串口0显示
Receive_Bluetooth_Data();
//发送数据到蓝牙
BLE_send_String((uint8_t *)"天空星");
delay_ms(1000);
}
}
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移植现象:读取手机通过蓝牙模块发送过来的数据,并通过串口0发送至电脑。
代码下载
链接在资料下载
章节的模块移植手册资料那里!!
注意事项:
如果想要发送中文,则需要将使用到的发送文件格式改为UTF-8。例如我在main.c中使用到了
//发送数据到蓝牙
Send_Bluetooth_Data("天空星");
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则我需要将main.c的文件格式改为utf-8。修改步骤见下。
- 将main.c文件以记事本打开。
- 将文件另存为utf-8。
- 重新打开工程下载,可能原本好的工程,会报错。因为文本的格式变了,MDK对中文的格式会显示错误。
主要问题是它的乱码影响到了字符串的格式,只要在其前后添加空格或者单个ASCII字符,手机端即可显示并接收到数据。