牟曉東

在數(shù)據(jù)通信方面，Arduino UNO通常情況下是通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)的USB接口相連，比如從Arduino IDE中上傳編譯好的程序代碼;而位于數(shù)字引腳0（RX）和1（TX）的串口通信，一般是通過(guò)Serial.println（）函數(shù)在串口監(jiān)視器中進(jìn)行提示信息或傳感器所讀取數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊呢？以藍(lán)牙傳輸為例，借助于HC-05藍(lán)牙模塊，我們可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)操控Arduino的功能，比如控制LED燈的亮與滅、風(fēng)扇模塊的“無(wú)級(jí)變速”。

1.Arduino藍(lán)牙LED燈

實(shí)驗(yàn)器材包括：Arduino UNO主板一個(gè)，面包板一個(gè)，HC-05藍(lán)牙模塊一個(gè)，藍(lán)色LED燈一支，10kΩ和20kΩ的色環(huán)電阻各一個(gè)，杜邦線若干。

對(duì)照設(shè)計(jì)好的電路接線圖（如圖1），進(jìn)行元器件的連接。首先，將Arduino的5V引腳和GND接地引腳通過(guò)紅色和黑色杜邦線分別與面包板的紅色、藍(lán)色側(cè)邊線槽連接;接著，將藍(lán)色LED燈插接到面包板上，負(fù)極（短腿）接入藍(lán)色線槽，正極（長(zhǎng)腿）通過(guò)杜邦線（藍(lán)線）連接至Arduino的13號(hào)數(shù)字引腳;HC-05藍(lán)牙模塊共有六個(gè)引腳（僅使用其中的四個(gè)），先將VCC端和GND端分別接入面包板的紅色和藍(lán)色線槽，由于藍(lán)牙模塊的標(biāo)準(zhǔn)工作電源是3.3V，因此需要借助兩個(gè)電阻進(jìn)行“分壓”——從藍(lán)牙模塊的RXD端通過(guò)杜邦線（黃色）插接至面包板，其中的一端經(jīng)10kΩ的電阻與Arduino的TXD（1號(hào)）連接，另一端經(jīng)20kΩ的電阻與面包板的藍(lán)色線槽（GND）連接;藍(lán)牙模塊的TXD端，則通過(guò)杜邦線（綠色）與Arduino的RXD（0號(hào)）進(jìn)行連接;最后，通過(guò)數(shù)據(jù)線將Arduino與計(jì)算機(jī)的USB接口進(jìn)行連接。

在Arduino IDE中進(jìn)行程序代碼的編寫：

首先進(jìn)行變量的定義，語(yǔ)句“int BlueLED = 13;”的作用是聲明藍(lán)色LED燈的連接引腳是13號(hào)，并且通過(guò)語(yǔ)句“char serialBlueLED;”來(lái)定義一個(gè)字符型的變量，其作用是用來(lái)存儲(chǔ)藍(lán)牙串口數(shù)據(jù);在setup（）函數(shù)中，先通過(guò)語(yǔ)句 “Serial.begin（9600）;”來(lái)設(shè)置串口監(jiān)視器的波特率為9600bps，再通過(guò)語(yǔ)句“pinMode（BlueLED， OUTPUT）;”將藍(lán)色LED燈的引腳設(shè)置為輸出工作模式;在loop（）函數(shù)中，建立一個(gè)實(shí)時(shí)檢測(cè)是否有串口數(shù)據(jù)傳輸?shù)膚hile（）循環(huán)：“while （Serial.available（） > 0）”，通過(guò)語(yǔ)句“serialBlueLED = Serial.read（）;”將讀取到的藍(lán)牙串口傳輸數(shù)據(jù)賦值給變量serialBlueLED;然后建立“if…else if…”雙分支選擇結(jié)構(gòu)，對(duì)變量serialBlueLED的值進(jìn)行是否為“1”或“0”（均為字符型）的判斷，是“1”的話，執(zhí)行兩個(gè)“動(dòng)作”：“Serial.println（"收到指令：點(diǎn)亮13號(hào)藍(lán)色LED燈！"）;”（在串口監(jiān)視器顯示提示信息）、“digitalWrite（BlueLED， HIGH）;”（控制藍(lán)色LED燈發(fā)光）;是“0”的話，則執(zhí)行另外兩個(gè)“動(dòng)作”：“Serial.println（"收到指令：熄滅13號(hào)藍(lán)色LED燈！"）;”、“digitalWrite（BlueLED， LOW）;”（熄滅藍(lán)色LED燈）;最后添加一個(gè)2秒鐘的延遲語(yǔ)句：“delay（2000）;”，將程序保存為BlueToothLED（如圖2）。

注意，程序編譯后不要直接上傳至Arduino，因?yàn)樗{(lán)牙模塊占用了Arduino的RX（0號(hào)）和TX（1號(hào)），直接上傳會(huì)出現(xiàn)“Problem uploading to board”錯(cuò)誤。解決方法是暫時(shí)將兩條杜邦線從Arduino上拔出后再進(jìn)行上傳，上傳成功后再原樣插回即可，此時(shí)藍(lán)牙模塊的紅色LED燈就會(huì)一直閃爍，處于等待連接狀態(tài)中;在手機(jī)中下載并安裝Arduino bluetooth controller_v1.apk（apk文件可掃碼關(guān)注“壹零社”在編程相關(guān)中下載），運(yùn)行程序進(jìn)行藍(lán)牙連接（首次使用時(shí)會(huì)先進(jìn)行“配對(duì)”），點(diǎn)擊“HC-05”項(xiàng)后會(huì)彈出四個(gè)連接選項(xiàng)，選擇其中的第二項(xiàng)“Switch mode”（開(kāi)關(guān)模式），接著點(diǎn)擊彈出按鈕右上角的“齒輪”設(shè)置項(xiàng)，將綠色和紅色兩個(gè)開(kāi)關(guān)的值分別設(shè)置為“1”和“0”（如圖3）。

打開(kāi)Arduino程序的串口監(jiān)視器，然后在手機(jī)中就可以不斷點(diǎn)擊兩個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕進(jìn)行LED燈的控制了，同時(shí)會(huì)在串口監(jiān)視器中對(duì)應(yīng)出現(xiàn)“收到指令：點(diǎn)亮13號(hào)藍(lán)色LED燈！”或“收到指令：熄滅13號(hào)藍(lán)色LED燈！”的提示（如圖4）。

2.Arduino藍(lán)牙變速風(fēng)扇

在藍(lán)牙LED燈的電路接線圖中稍作改動(dòng)（如圖5），將LED燈及對(duì)應(yīng)的杜邦線拆除，保持藍(lán)牙模塊和分壓電路不變，將風(fēng)扇模塊接入：VCC和GND端分別接入面包板的紅色和藍(lán)色線槽，信號(hào)控制端通過(guò)杜邦線連接至Arduino的3號(hào)數(shù)字引腳。