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        藍(lán)牙技術(shù)在單片機(jī)控制中的應(yīng)用

        2021-11-06 21:24:51吳賡
        機(jī)電信息 2021年26期

        摘 要:藍(lán)牙技術(shù),是一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),在短距離無線數(shù)據(jù)傳送中有很大的應(yīng)用需求。鑒于此,在介紹藍(lán)牙無線通信模塊HC-05的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用,藍(lán)牙模塊的配對設(shè)置的基礎(chǔ)上,對應(yīng)用兩個藍(lán)牙模塊實現(xiàn)兩個單片機(jī)之間時鐘顯示的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了分析,實現(xiàn)了單片機(jī)之間的無線通信。

        關(guān)鍵詞:藍(lán)牙技術(shù);藍(lán)牙無線通信模塊;單片機(jī)通信

        1??? 藍(lán)牙技術(shù)概述

        (1)藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),在短距離無線數(shù)據(jù)傳送中有很大的應(yīng)用需求。藍(lán)牙無線通信在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中可以實現(xiàn)兩個單片機(jī)串口之間的無線通信,也可實現(xiàn)手機(jī)和單片機(jī)之間的無線通信,并能實現(xiàn)雙向數(shù)字傳輸,這就給單片機(jī)無線控制和應(yīng)用提供了新的方法[1]。

        在單片機(jī)中應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù),可以實現(xiàn)近程無線通信,搭建藍(lán)牙新功能的單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用平臺,可以為單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用技術(shù)增加新的內(nèi)容。

        (2)本文使用的藍(lán)牙無線通信模塊是HC-05藍(lán)牙應(yīng)用模塊,它有兩種工作模式,即接收指令工作模式和自動連接工作模式。在自動連接工作模式下,模塊的工作模式有3種,分別為主機(jī)模式、從機(jī)模式和回環(huán)模式。常用的自動連接工作模式分別是主機(jī)模式和從機(jī)模式配對進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。選定使用的工作模式并再次上電后,模塊就會自動按照設(shè)定好的工作模式進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收[2]。

        模塊實物圖如圖1所示。

        模塊引腳說明如表1所示,電路原理圖如圖2所示。

        2??? HC-05藍(lán)牙無線通信模塊的設(shè)置

        HC-05藍(lán)牙無線通信模塊需要在設(shè)置后才能使用,具體的設(shè)置過程如下:

        (1)首先要準(zhǔn)備USB轉(zhuǎn)TTL模塊,將USB轉(zhuǎn)TTL轉(zhuǎn)換模塊連接到電腦的USB口上,然后利用串口調(diào)試助手進(jìn)行藍(lán)牙模塊的AT命令調(diào)試,這時藍(lán)牙模塊的工作方式是接收指令工作模式。

        (2)USB轉(zhuǎn)TTL模塊與HC-05的連接如圖3所示,USB轉(zhuǎn)TTL模塊的RXD接HC-05藍(lán)牙無線通信模塊的TXD端,USB轉(zhuǎn)TTL模塊的TXD接HC-05藍(lán)牙無線通信模塊的RXD端,然后兩個模塊的VCC端相連接,兩個模塊的GND端相連接。

        (3)當(dāng)藍(lán)牙模塊的工作方式是接收指令工作模式時,能執(zhí)行AT命令,用戶可通過串口調(diào)試助手向模塊發(fā)送各種AT指令,為模塊設(shè)定控制參數(shù)或發(fā)布控制命令。HC-05藍(lán)牙應(yīng)用模塊常用的AT指令詳細(xì)介紹如表2所示。

        進(jìn)入命令響應(yīng)工作模式有兩種方法:(1)模塊上電,未配對情況下就是AT模式,波特率為模塊本身的波特率,默認(rèn)為9 600,發(fā)送一次AT指令時需要置高一次PIO11;(2)PIO11置高電平后,再給模塊上電,此時模塊進(jìn)入AT模式,波特率固定為38 400,可以直接發(fā)送AT指令。

        置高一次PIO11是指在藍(lán)牙模塊中有一個小按鍵,按一下就置高一次PIO11。也就是說,第一種方法需要每發(fā)送一次AT指令按一次;而第二種方式是長按的過程中上電,之后就無須再管了,直接發(fā)送AT命令即可。需要注意的是,兩種進(jìn)入命令響應(yīng)工作模式的方式使用的波特率是不一樣的,建議使用第二種方式。

        怎么區(qū)分是否進(jìn)入了命令響應(yīng)工作模式呢?在藍(lán)牙模塊上有燈,當(dāng)燈快閃的時候,就是自動連接工作模式;當(dāng)燈慢閃的時候,就是命令響應(yīng)工作模式[2]。

        (4)AT命令簡介:進(jìn)入到命令響應(yīng)工作模式之后,就可以使用串口調(diào)試助手進(jìn)行藍(lán)牙調(diào)試了。需要注意的是,AT指令不區(qū)分大小寫,均以回車、換行結(jié)尾。

        (5)藍(lán)牙模塊的配對設(shè)置:

        1)設(shè)置第一個HC-05藍(lán)牙無線通信模塊。

        串口調(diào)試助手XCOM將藍(lán)牙模塊1恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置:AT+ORGL,并發(fā)送。

        設(shè)置藍(lán)牙模塊1配對碼,配置藍(lán)牙1的配對碼:AT+

        PSWD=“0000”,并發(fā)送。藍(lán)牙1與藍(lán)牙2的配對碼自己隨意設(shè)置,但必須一樣,這樣才能成功配對。

        設(shè)置1主模式串口調(diào)試助手A,將藍(lán)牙A配置為從機(jī)模式:AT+ROLE=1,并發(fā)送。

        藍(lán)牙模塊1綁定藍(lán)牙模塊2地址。AT+BIND=98d3,32,30d8ea,這個地址是查詢藍(lán)牙模塊2的地址后得出的數(shù)據(jù)。

        確認(rèn)綁定地址,串口調(diào)試助手XCOM輸入:AT+BIND?設(shè)置串口波特率串口調(diào)試助手XCOM,設(shè)置藍(lán)牙1的串口波特率,輸入AT+UART=56700,0,0。

        設(shè)置藍(lán)牙模塊1的連接模式為0,即AT+CMODE=0。數(shù)據(jù)0的含義是藍(lán)牙連接模塊必須按照指定藍(lán)牙地址進(jìn)行連接,這樣第一個藍(lán)牙模塊1才能自動連接第二個藍(lán)牙模塊2。

        2)用另外一個串口助手設(shè)置另外一個HC-05。

        與設(shè)置藍(lán)牙模塊1的方式相同,先恢復(fù)藍(lán)牙模塊2默認(rèn)設(shè)置。

        設(shè)定藍(lán)牙模塊2配對碼,要與藍(lán)牙模塊1的配對碼相同。

        設(shè)置藍(lán)牙模塊2為主模式,將藍(lán)牙模塊2配置為主機(jī)模式:AT+ROLE=0,并發(fā)送,因為此前藍(lán)牙模塊1已經(jīng)配置成為從機(jī)模式了。

        查詢藍(lán)牙模塊2地址,查詢藍(lán)牙模塊2地址的AT命令是:AT+ADDR?發(fā)送得到藍(lán)牙2的地址:98d3:32:30d8ea,將這個地址返回給藍(lán)牙模塊1,這樣才能夠在藍(lán)牙1中使用指定地址連接模式。

        設(shè)置串口波特率,設(shè)置藍(lán)牙模塊2的串口波特率,輸入AT+UART=56700,0,0。兩個藍(lán)牙模塊的串口波特率的設(shè)定要相同,如果使用串口調(diào)試助手發(fā)送和接收數(shù)據(jù),波特率可以是56 700,這樣傳輸數(shù)據(jù)比較快速。如果使用藍(lán)牙模塊傳輸數(shù)據(jù),那么波特率最好使用9 600,這樣傳輸數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定[3]。

        (6)常規(guī)工作模式:重新上電后兩個藍(lán)牙模塊都進(jìn)入常規(guī)工作模式,各自的藍(lán)牙模塊會自動搜索相同綁定地址的藍(lán)牙配對模塊,完成配對。之后,兩個藍(lán)牙模塊之間就能通過單片機(jī)的串行口傳遞主模塊發(fā)給從模塊的數(shù)據(jù)了。

        3??? 利用兩個HC-05藍(lán)牙無線通信模塊連接兩個單片機(jī)進(jìn)行串行通信

        兩個HC-05藍(lán)牙無線通信模塊設(shè)置好之后,兩個單片機(jī)就可以像串口通信一樣使用HC-05藍(lán)牙無線通信模塊進(jìn)行單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。兩個連接在各自單片機(jī)上的藍(lán)牙模塊傳輸單片機(jī)實時時鐘數(shù)據(jù)如圖4所示。通過HC-05藍(lán)牙無線通信模塊,可以實現(xiàn)單片機(jī)之間和單片機(jī)與外設(shè)之間的短距離無線數(shù)據(jù)傳輸,從而簡化了單片機(jī)控制系統(tǒng)的接線,提高了單片機(jī)控制方式的多樣性、便捷性和智能化程度。

        4??? 結(jié)語

        通過兩個藍(lán)牙模塊的設(shè)置,可以實現(xiàn)單片機(jī)之間的無線短程通信,取消單片機(jī)串口之間需要導(dǎo)線連接的通信線路,提高單片機(jī)應(yīng)用的靈活性,有利于進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用各種單片機(jī)無線控制技術(shù)。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 藍(lán)牙[EB/OL].[2021-07-10].https://baike.baidu.com/

        item/%E8%93%9D%E7%89%99/102670?fr=aladdin.

        [2] 兩個藍(lán)牙HC-05的完美配對學(xué)習(xí)筆記[EB/OL].(2018-08-

        01)[2021-07-10].https://blog.csdn.net/seek97/

        article/details/81333701.

        [3] 兩個HC-05藍(lán)牙模塊互相綁定構(gòu)成無線串口模塊[EB/OL].

        (2018-10-29)[2021-07-10].https://blog.csdn.net/

        whik1194/article/details/83513657.

        收稿日期:2021-07-19

        作者簡介:吳賡(1970—),男,福建福州人,碩士研究生,講師,研究方向:單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

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