蓝牙模块—BLE-CC41-A

1. 蓝牙的特点

蓝牙模块采用的 TI 公司设计的 CC2541芯片，主要面向低功耗蓝牙通信方案，该模块的工作频段为 2.4Ghz，这个频段属于国际通用频段

注意：蓝牙集成了一个状态指示灯，LED灯如果均匀慢速闪烁，就表示蓝牙未连接，如果LED灯常亮，表示已连接

2. 蓝牙的模式

蓝牙具有两种工作模式，一种是 AT 指令模式，一种是数据透传模式，两种模式的特点如下

a. AT 指令模式

AT指令模式指的是蓝牙未连接的工作模式，在该模式可以获取或配置蓝牙的参数(蓝牙名字、蓝牙密码、蓝牙地址......)，需要利用固定的 AT 指令，注意不同公司设计的蓝牙模块的AT 指令大同小异，具体指令参考手册

代码里面：换行字符结尾 (\r\n) 串口调试助手里面：回车结尾

练习：编写程序，利用电脑的串口调试助手发送对应的 AT 指令，设置蓝牙模块的参数信息

如果USART1的波特率和USART3不一致，就可能会出现丢包，两种解决方法：

(1) 波特率设置一致

(2) 把接收的数据都接收完，再发送给其他串口

usart.h

#ifndef __USART_H__
#define __USART_H__

#include "stm32f4xx.h"
#include "stdio.h"

/*
	串口1的初始化函数
	@baudrate：串口传输的波特率
*/
void USART1_Init(int baudrate);

/*
	串口3的初始化函数
	@baudrate：串口传输的波特率
*/
void USART3_Init(int baudrate);


// 发送一个字节
void USART_SendByte(USART_TypeDef *USARTx, uint16_t data);

// 发送一个字符串
void USART_SendDatas(USART_TypeDef *USARTx, const char *str);

// 蓝牙的初始化，只需要调用一次
// void BLE_Init(void);

// 将printf函数重定向到串口  注意：windows 中换行符为 \r\n
int fputc(int c, FILE *stream);

#endif

usart.c

#include "usart.h"
#include "systick.h"

/*
	串口1的初始化函数
	@baudrate：串口传输的波特率
*/
void USART1_Init(int baudrate) {
	
	// (1) GPIO 引脚初始化
	// a. 使能 GPIO 分组时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	// b. 初始化 GPIO
	// PA9 Tx   PA10 Rx
	GPIO_InitTypeDef g;

	g.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
	g.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	g.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	g.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; // 输出推挽
	g.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
	
	GPIO_Init(GPIOA, &g);

	// c. 配置GPIO复用功能
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);
	
	// (2) USART配置
	// a. 使能 USART 分组时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	
	// b. 初始化配置USART
	USART_InitTypeDef u;

	// 波特率
	u.USART_BaudRate = baudrate;
	// 指定数据帧数据位，也就是传输字长 = 数据位数 + 校验位数
	u.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	// 指定停止位长度
	u.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	// 指定校验方式 不要校验
	u.USART_Parity = USART_Parity_No;
	// 指定串口模式  全双工
	u.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
	// 指定硬件控制流   不要硬件流控
	u.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	
	USART_Init(USART1, &u);
	
	// (3) 中断配置
	
	// a. 中断源的控制(中断控制位使能)
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);

	// b. 配置NVIC
	NVIC_InitTypeDef v;

	v.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	v.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	v.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
	v.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

	NVIC_Init(&v);
	
	// (4) 使能串口
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

/*
	串口3的初始化函数
	@baudrate：串口传输的波特率
*/
void USART3_Init(int baudrate) {
	
	// (1) GPIO 引脚初始化
	// a. 使能 GPIO 分组时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	// b. 初始化 GPIO
	// USART3_TX --- PB10    USART3_RX --- PB11
	GPIO_InitTypeDef g;

	g.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
	g.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	g.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	g.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; // 输出推挽
	g.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
	
	GPIO_Init(GPIOB, &g);

	// c. 配置GPIO复用功能
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART3);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_USART3);
	
	// (2) USART配置
	// a. 使能 USART 分组时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
	
	// b. 初始化配置USART
	USART_InitTypeDef u;
	
	// 波特率
	u.USART_BaudRate = baudrate;
	// 指定数据帧数据位，也就是传输字长 = 数据位数 + 校验位数
	u.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	// 指定停止位长度
	u.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	// 指定校验方式 不要校验
	u.USART_Parity = USART_Parity_No;
	// 指定串口模式  全双工
	u.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
	// 指定硬件控制流   不要硬件流控
	u.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	
	USART_Init(USART3, &u);
	
	// (3) 中断配置
	
	// a. 中断源的控制(中断控制位使能)
	USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);

	// b. 配置NVIC
	NVIC_InitTypeDef v;

	v.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
	v.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	v.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
	v.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

	NVIC_Init(&v);
	
	// (4) 使能串口
	USART_Cmd(USART3, ENABLE);
}

// 发送一个字节
void USART_SendByte(USART_TypeDef *USARTx, uint16_t data) {
	// 发送
	USART_SendData(USARTx, data);

	// 等待发送寄存器为空事件产生
	while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) != SET);

	// 清除发送寄存器为空事件标志
	USART_ClearFlag(USARTx, USART_FLAG_TXE);
}

// 发送一个字符串
void USART_SendDatas(USART_TypeDef *USARTx, const char *str) {
    const char *s = str;
	while (*s) {
		USART_SendByte(USARTx, *s);
		s++;
	}	
}

/*
	串口1 的中断服务函数
*/
void USART1_IRQHandler(void) {
	
	// 如果产生了接收中断  RXNE 事件产生
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {

		uint8_t RecvData = USART_ReceiveData(USART1);
		
		USART_SendByte(USART3, RecvData);
		
		// 清除中断标志
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
	}
}

/*
	串口3 的中断服务函数
*/
void USART3_IRQHandler(void) {
	
	// 如果产生了接收中断  RXNE 事件产生
	if (USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) == SET) {

		uint8_t RecvData = USART_ReceiveData(USART3);
		
		USART_SendByte(USART1, RecvData);
		
		// 清除中断标志
		USART_ClearITPendingBit(USART3, USART_IT_RXNE);
	}
}

// 蓝牙的初始化，只需要调用一次
//void BLE_Init(void) {
//	
//	USART_SendDatas(USART3, "AT\r\n"); // 发送测试指令
//	delay_ms(500);
//	
//	USART_SendDatas(USART3, "AT+NAME666\r\n"); // 设置蓝牙名称
//	delay_ms(500);
//	
//	USART_SendDatas(USART3, "AT+LADDR\r\n"); // 获取蓝牙地址
//	delay_ms(500);
//	
//	USART_SendDatas(USART3, "AT+RESET\r\n"); // 复位蓝牙重启
//	delay_ms(500);
//	
//	printf("ble init success\r\n");	
//}

// 将printf函数重定向到串口  注意：windows 中换行符为 \r\n
int fputc(int c, FILE *stream) {

	USART_SendData(USART1, c & 0xFF);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
	
	// 清除发送寄存器为空事件标志
	USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TXE);
	
   	return 0;
}

main.c

#include "stm32f4xx.h"
#include "usart.h"

int main(void) {

	NVIC_PriorityGroupConfig(2);	
	
	USART1_Init(9600);
	
	USART3_Init(9600);
	
	while (1);
}

b. 数据透传模式
数据透传模式指的是蓝牙已经被手机连接，该模式下蓝牙就相当于一根透明的串口线，蓝牙只负责把数据发送到目的地，不对数据进行处理

练习：编写代码，把超声波获取的距离每隔 2000 ms 发送到手机端进行查看

#include "stm32f4xx.h"
#include "usart.h"
#include "systick.h"
#include "HC_SR04.h"
#include "systick.h"

int main(void) {

	NVIC_PriorityGroupConfig(2);	
	
	USART3_Init(9600);
	
	HC_SR04_Init();
	
	while (1) {
		
		uint32_t distance = HC_SR04_GetDistance();

        // 方法一：重定向串口3  printf

		// 方法二：
		char res[50] = {0};
		sprintf(res, "distance = %d mm", distance);
		USART_SendDatas(USART3, res);
		
		delay_ms(2000);
	}
}

扩展：

(1) 编写代码，可以利用超声波检测障碍物的距离，根据不同的距离进行提示，如果距离小于 30cm 则蜂鸣器叫的声音频率较高，如果距离大于 30cm 并小于 60 cm，则蜂鸣器声音较小，如果距离大于60cm，则蜂鸣器不响。可以利用手机 APP 设置距离的上下限，比如发送"SetDis=15cm\r\n"，则距离小于 15cm 时蜂鸣器叫的声音频率较高

思考：如何对接收到的字符串进行处理 "SetDis=15cm"

提示：strstr strtok 字符串转整型：atoi 整型转字符串：sprintf

比如利用手机 APP 发送特定的数据包，格式为"beep=on\r\n"，就可以让蜂鸣器鸣叫，发送"beep=off\r\n"，可以让蜂鸣器不叫

(2) 利用手机APP，控制距离的两个阈值 dis1 + - dis2 + -

如果程序中定义的局部数组太多太大了，需要在启动文件中修改栈空间大小