STM32控制HC-05蓝牙模块进行通信
·
一、HC-05蓝牙模块
1. 简介
HC-05主从一体蓝牙串口模块采用英国CSR公司BlueCore4系列的芯片，符合符合蓝牙2.0+EDR规范，可以同带同种蓝牙功能的电脑、蓝牙主机和手机等智能终端配对。
2. 主要参数
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 接口说明 | TTL，兼容3.3V/5V单片机系统 |
| 波特率 | 4800、9600（默认）、19200、38400、57600、115200、230400、460800、921600、1382400 |
| 工作温度 | -25℃~75℃ |
| 工作电压 | DC3.3V~5.0V |
| 工作电流 | 配对中：30~40mA；配对完毕未通信：1~8mA；通信中：5~20mA |
3. 引脚说明
模块通过6个2.54mm间距的排针与外部连接
由主要一部分的电路图可以看出，模块引出的六脚分别对应模块内的六个管脚
| 管脚号 | 名称 | 类型 | 功能描述 | 对应的模块引脚 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | UART_TXD | CMOS 输出 | 串口数据输出 | TX |
| 2 | UART_RXD | CMOS 输入 | 串口数据输入 | RX |
| 12 | VCC3.3 | 电源输入 | +3.3V电源 | VCC |
| - | GND | 地 | 地 | GND |
| 32 | PIO(9) | 输出 | 配对状态输出； 配对成功输出高电平，未配对则输出低电平。 | STATE(LED) |
| 34 | PIO(11) | 输入 | 模块状态切换脚，高电平->AT 命令响应工作状态；低电平或悬空->蓝牙常规工作状态。 | EN(KEY) |
二、USART串口
HC05蓝牙模块通过串口与STM32进行通信，完成数据的发送和接收。
1. 硬件连接
选用STM32板子上的USART2与蓝牙模块通信:
由stm32原理图可以得出连线方式:
STM32 <-------> hc05
PA2(U2_TX) <-------> RX
PA3(U2_RX) <-------> TX
2. 驱动代码
“usart2.h” :
#ifndef __USART2_H
#define __USART2_H
#include "sys.h"
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//对USART2相关参数的一层封装
//**********************************************************************************
#define RCC_USART RCC_APB2Periph_GPIOA
#define RCC_TX RCC_APB2Periph_GPIOA
#define RCC_RX RCC_APB2Periph_GPIOA
#define USART USART2
#define USART_TX_Pin GPIO_Pin_2; //USART2_TX PA.2
#define USART_RX_Pin GPIO_Pin_3; //USART2_RX PA.3
//**********************************************************************************
#define USART2_MAX_RECV_LEN 200 //最大接收缓存字节数
#define USART2_MAX_SEND_LEN 200 //最大发送缓存字节数
#define USART2_RX_EN 1 //0,不接收;1,接收.
extern u8 USART2_RX_BUF[USART2_MAX_RECV_LEN]; //接收缓冲,最大USART2_MAX_RECV_LEN字节
extern u8 USART2_TX_BUF[USART2_MAX_SEND_LEN]; //发送缓冲,最大USART2_MAX_SEND_LEN字节
extern u16 USART2_RX_STA; //接收数据状态
void TIM4_Set(u8 sta);
void TIM4_Init(u16 arr,u16 psc);
void UART_DMA_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar);
void UART_DMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u8 len);
void u2_printf(char* fmt, ...);
#endif
“usart2.c” :
#include "usart2.h"
//串口发送缓存区
__align(8) u8 USART2_TX_BUF[USART2_MAX_SEND_LEN]; //发送缓冲,最大USART2_MAX_SEND_LEN字节
#ifdef USART2_RX_EN //如果使能了接收
//串口接收缓存区
u8 USART2_RX_BUF[USART2_MAX_RECV_LEN]; //接收缓冲,最大USART2_MAX_RECV_LEN个字节.
//通过判断接收连续2个字符之间的时间差不大于10ms来决定是不是一次连续的数据.
//如果2个字符接收间隔超过10ms,则认为不是1次连续数据.也就是超过10ms没有接收到
//任何数据,则表示此次接收完毕.
//接收到的数据状态
//[15]:0,没有接收到数据;1,接收到了一批数据.
//[14:0]:接收到的数据长度
u16 USART2_RX_STA=0;
void USART2_IRQHandler(void)
{
u8 res;
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据
{
res =USART_ReceiveData(USART2);
if(USART2_RX_STA<USART2_MAX_RECV_LEN) //还可以接收数据
{
TIM_SetCounter(TIM4,0);//计数器清空
if(USART2_RX_STA==0)TIM4_Set(1); //使能定时器4的中断
USART2_RX_BUF[USART2_RX_STA++]=res; //记录接收到的值
}else
{
USART2_RX_STA|=1<<15; //强制标记接收完成
}
}
}
//初始化USART2
//bound:波特率
void USART2_Init(u32 bound)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_USART,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_TX,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_RX,ENABLE);
USART_DeInit(USART); //复位串口
//UART2_TX PA.2
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=USART_TX_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
//USART2_RX PA.3
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=USART_RX_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART,&USART_InitStructure); //初始化串口
USART_DMACmd(USART2,USART_DMAReq_Tx,ENABLE); //使能串口2的DMA发送
//UART_DMA_Config(DMA1_Channel7,(u32)&USART2->DR,(u32)USART2_TX_BUF);//DMA1通道7,外设为串口2,存储器为USART2_TX_BUF
USART_Cmd(USART2, ENABLE); //使能串口
#ifdef USART2_RX_EN //如果使能了接收
//使能接收中断
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2 ;//抢占优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
TIM4_Init(99,7199); //10ms中断
USART2_RX_STA=0; //清零
TIM4_Set(0); //关闭定时器4
#endif
}
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
void TIM4_Init(u16 arr,u16 psc)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); //时钟使能//TIM4时钟使能
//定时器TIM4初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM4中断,允许更新中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ;//抢占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //子优先级2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
}
//定时器4中断服务程序
void TIM4_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)//是更新中断
{
USART2_RX_STA|=1<<15; //标记接收完成
TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志
TIM4_Set(0); //关闭TIM4
}
}
//设置TIM4的开关
//sta:0，关闭;1,开启;
void TIM4_Set(u8 sta)
{
if(sta)
{
TIM_SetCounter(TIM4,0);//计数器清空
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); //使能TIMx
}else TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);//关闭定时器4
}
//串口2,printf 函数
//确保一次发送数据不超过USART2_MAX_SEND_LEN字节
void u2_printf(char* fmt,...)
{
va_list ap;
va_start(ap,fmt);
vsprintf((char*)USART2_TX_BUF,fmt,ap);
va_end(ap);
while(DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel7)!=0); //等待通道7传输完成
UART_DMA_Enable(DMA1_Channel7,strlen((const char*)USART2_TX_BUF)); //通过dma发送出去
}
#endif
//DMA1的各通道配置
//这里的传输形式是固定的,这点要根据不同的情况来修改
//从存储器->外设模式/8位数据宽度/存储器增量模式
//DMA_CHx:DMA通道CHx
//cpar:外设地址
//cmar:存储器地址
void UART_DMA_Config(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u32 cpar,u32 cmar)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); //使能DMA传输
DMA_DeInit(DMA_CHx); //将DMA的通道1寄存器重设为缺省值
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = cpar; //DMA外设ADC基地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = cmar; //DMA内存基地址
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; //数据传输方向，从内存读取发送到外设
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0; //DMA通道的DMA缓存的大小
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; //外设地址寄存器不变
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; //内存地址寄存器递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; //数据宽度为8位
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal; //工作在正常缓存模式
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; //DMA通道 x拥有中优先级
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; //DMA通道x没有设置为内存到内存传输
DMA_Init(DMA_CHx, &DMA_InitStructure); //根据DMA_InitStruct中指定的参数初始化DMA的通道USART1_Tx_DMA_Channel所标识的寄存器
}
//开启一次DMA传输
void UART_DMA_Enable(DMA_Channel_TypeDef*DMA_CHx,u8 len)
{
DMA_Cmd(DMA_CHx, DISABLE ); //关闭 指示的通道
DMA_SetCurrDataCounter(DMA_CHx,len);//DMA通道的DMA缓存的大小
DMA_Cmd(DMA_CHx, ENABLE); //开启DMA传输
}
三、STM32控制HC05蓝牙模块
1. 控制方式
HC-05 嵌入式蓝牙串口通讯模块（以下简称模块）具有两种工作模式：命令响应工作
模式和自动连接工作模式，在自动连接工作模式下模块又可分为主（Master）、从（Slave）
和回环（Loopback）三种工作角色。当模块处于自动连接工作模式时，将自动根据事先设定
的方式连接的数据传输；当模块处于命令响应工作模式时能执行下述所有 AT 命令，用户可
向模块发送各种 AT 指令，为模块设定控制参数或发布控制命令。
HC05 蓝牙串口模块所有功能都是通过 AT 指令集控制
1.1 进入AT状态
EN(PIO11) 置高,进入命令响应工作模式(AT指令状态)
EN置低或悬空，进入蓝牙常规工作状态
1.2 指令结构
AT+< CMD ><=PARAM>
CMD(指令)和PARAM(参数)是可选的
需要在发送末尾添加回车符(\r\n)
1.3 常用指令
| 内容 | 指令 | 响应 | 参数 |
|---|---|---|---|
| 模块复位（重启） | AT+RESET | OK | 无 |
| 获取软件版本号 | AT+VERSION? | +VERSION:OK | 无 |
| 获取模块蓝牙地址 | AT+ADDR? | +ADDR:OK | Param:模块蓝牙地址 |
| 设置设备名称 | AT+NAME= | OK | Param：蓝牙设备名称;默认名称：“HC-05” |
| 查询设备名称 | AT+NAME | +NAME:OK——成功;FAIL——失败 | Param：蓝牙设备名称;默认名称：“HC-05” |
| 获取远程蓝牙设备名称 | AT+RNAME? | +NAME:OK——成功;FAIL——失败 | Param1:远程蓝牙设备地址;Param1:远程蓝牙设备名称 |
| 设置模块角色 | AT+ROLE= | OK | Param：0——从角色(Slave);1——主角色(Master);2——回环角色(Slave-Loop); |
| 查询模块角色 | AT+ROLE? | +ROLE:OK | Param：0——从角色(Slave);1——主角色(Master);2——回环角色(Slave-Loop);默认值： 0 |
| 设置配对码 | AT+PSWD= | OK | Param：配对码 |
| 查询配对码 | AT+PSWD? | +PSWD:OK | Param：配对码;默认名称：“1234” |
| 设置串口参数码 | AT+UART=,, | + UART=,,OK | Param1：波特率（bits/s）;Param2：停止位;Param3：校验位 |
| 查询串口参数码 | AT+UART？ | OK | Param1：波特率（bits/s）;Param2：停止位;Param3：校验位；默认设置： 9600， 0， 0 |
还有许多指令可以查询HC05蓝牙指令集
2. 初始化HC05蓝牙模块
先将板子上与HC05蓝牙模块相连的GPIO初始化，再初始化串口(设置好波特率)，再将模块设置为主模块
设置主模块步骤:
1、 PIO11 置高。
2、上电，模块进入 AT 命令响应状态。
3、设置波特率 9600，数据位 8 位，停止位 1 位，无校验位，
无流控制。
4、串口发送字符“AT+ROLE=1\r\n”，成功返回“OK\r\n”，其中\r\n 为回车换行。
5、 PIO 置低，重新上电，模块为主模块，自动搜索从模块，建立连接。
模块角色说明：
Slave(从角色)——被动连接；
Slave-Loop(回环角色)——被动连接，接收远程蓝牙主设备数据并将数据原样返回给远程蓝
牙主设备；
Master（主角色）——查询周围 SPP 蓝牙从设备，并主动发起连接，从而建立主、从蓝牙设
备间的透明数据传输通道。
2.1 硬件连接
除了之前所说的USART2的连接，还应连接模块上另外4个引脚：
STM32 <-------> hc05
PC4 <-------> EN (如果是有按键的HC05模块则不接)
PA4 <-------> STATE
VCC5V <-------> VCC
GND <-------> GND
注意有按键的HC05蓝牙模块，不要连EN脚，并且在初始化时按住按键
2.2 驱动代码
“hc05.h”:
#ifndef __HC05_H
#define __HC05_H
#include "sys.h"
//连接模块GPIO相关参数的一层封装
//**********************************************************************************
#define RCC_STATE RCC_APB2Periph_GPIOA
#define RCC_EN RCC_APB2Periph_GPIOC
#define STATE_Pin GPIO_Pin_4
#define EN_Pin GPIO_Pin_4
//**********************************************************************************
#define HC05_EN PCout(4) //蓝牙控制EN信号
#define HC05_STATE PAin(4) //蓝牙连接状态信号
u8 HC05_Init(void);
//void HC05_CFG_CMD(u8 *str);
u8 HC05_Get_Role(void);
u8 HC05_Set_Cmd(u8* atstr);
#endif
“hc05.c”:
#include "hc05.h"
#include "usart2.h"
//初始化HC05模块
//返回值:0,成功;1,失败.
u8 HC05_Init(void)
{
u8 retry=10,t;
u8 temp=1;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_EN|RCC_STATE,ENABLE); //使能PORTA C时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = STATE_Pin; // 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化PA4
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EN_Pin; // 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化PC4
GPIO_SetBits(GPIOC,EN_Pin);
USART2_Init(9600); //初始化串口2为:9600,波特率.
delay_ms(1500);
while(retry--)
{
HC05_EN=1; //KEY置高,进入AT模式
delay_ms(10);
u2_printf("AT\r\n"); //发送AT测试指令
HC05_EN=0; //KEY拉低,退出AT模式
for(t=0;t<10;t++) //最长等待50ms,来接收HC05模块的回应
{
if(USART2_RX_STA&0X8000)break;
delay_ms(5);
}
if(USART2_RX_STA&0X8000) //接收到一次数据了
{
temp=USART2_RX_STA&0X7FFF; //得到数据长度
USART2_RX_STA=0;
if(temp==4&&USART2_RX_BUF[0]=='O'&&USART2_RX_BUF[1]=='K')
{
temp=0;//接收到OK响应
break;
}
}
}
if(retry==0)temp=1; //检测失败
return temp;
}
//获取ATK-HC05模块的角色
//返回值:0,从机;1,主机;0XFF,获取失败.
u8 HC05_Get_Role(void)
{
u8 retry=0X0F;
u8 temp,t;
while(retry--)
{
HC05_EN=1; //KEY置高,进入AT模式
delay_ms(10);
u2_printf("AT+ROLE?\r\n"); //查询角色
for(t=0;t<20;t++) //最长等待200ms,来接收HC05模块的回应
{
delay_ms(10);
if(USART2_RX_STA&0X8000)break;
}
HC05_EN=0; //KEY拉低,退出AT模式
if(USART2_RX_STA&0X8000) //接收到一次数据了
{
temp=USART2_RX_STA&0X7FFF; //得到数据长度
USART2_RX_STA=0;
if(temp==13&&USART2_RX_BUF[0]=='+')//接收到正确的应答了
{
temp=USART2_RX_BUF[6]-'0';//得到主从模式值
break;
}
}
}
if(retry==0)temp=0XFF;//查询失败.
return temp;
}
//ATK-HC05设置命令
//此函数用于设置ATK-HC05,适用于仅返回OK应答的AT指令
//atstr:AT指令串.比如:"AT+RESET"/"AT+UART=9600,0,0"/"AT+ROLE=0"等字符串
//返回值:0,设置成功;其他,设置失败.
u8 HC05_Set_Cmd(u8* atstr)
{
u8 retry=0X0F;
u8 temp,t;
while(retry--)
{
HC05_EN=1; //KEY置高,进入AT模式
delay_ms(10);
u2_printf("%s\r\n",atstr); //发送AT字符串
HC05_EN=0; //KEY拉低,退出AT模式
for(t=0;t<20;t++) //最长等待100ms,来接收HC05模块的回应
{
if(USART2_RX_STA&0X8000)break;
delay_ms(5);
}
if(USART2_RX_STA&0X8000) //接收到一次数据了
{
temp=USART2_RX_STA&0X7FFF; //得到数据长度
USART2_RX_STA=0;
if(temp==4&&USART2_RX_BUF[0]=='O')//接收到正确的应答了
{
temp=0;
break;
}
}
}
if(retry==0)temp=0XFF;//设置失败.
return temp;
}
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