0. 蓝牙概述

蓝牙（Bluetooth）是一种用于无线通信的技术标准，允许设备在短距离内进行数据交换和通信。它是由爱立信（Ericsson）公司在1994年推出的，以取代传统的有线连接方式，使设备之间能够实现低功耗、低成本的数据传输和通信。

蓝牙技术的特点

1. 无线通信：蓝牙允许设备在近距离内（通常是10米左右，具体取决于设备版本）进行通信，无需使用电缆或其他物理连接。

2. 低功耗：蓝牙技术被设计为低功耗的通信方式，这使得它在移动设备上广泛使用，如智能手机、平板电脑、蓝牙耳机等。

3. 多设备连接：蓝牙允许一个主设备（如手机）同时连接多个从设备（如蓝牙耳机、蓝牙音箱等），实现更灵活的数据传输和通信。

4. 通用性：蓝牙技术在许多设备和应用中得到广泛应用，例如无线耳机、键盘、鼠标、汽车蓝牙连接、智能家居设备等。

5. 安全性：蓝牙技术在不断发展和改进中，以提高其安全性，以防止未经授权的访问和数据泄露。

蓝牙技术在不同的版本中有不同的特性和功能，从经典蓝牙（Bluetooth Classic）到低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy，简称BLE），每个版本都针对不同的应用场景和需求。

1. 常见的蓝牙模块

1. HC-05/HC-06:

   • HC-05和HC-06是广泛使用的经典蓝牙模块，常用于与单片机（如Arduino）进行无线通信。
   • 它们基于蓝牙2.0标准，支持串口通信（UART）协议，使得与单片机的连接和数据交换相对简单。
   • HC-05可作为主设备或从设备，支持蓝牙SPP（串口通信）和AT命令模式。
   • HC-06通常作为从设备，仅支持蓝牙SPP模式。
   • 它们具有基本的通信范围，通常在10米左右。
     

2. HM-10/CC2541:

   • HM-10和CC2541是低功耗蓝牙（BLE）模块，适用于物联网（IoT）设备和传感器网络。
   • 它们基于蓝牙4.0标准，具有低功耗和短距离通信的特点。
   • 它们支持BLE通信协议，如GATT（通用属性配置文件）和ATT（属性协议），用于数据传输和连接管理。
   • HM-10具有较大的功能集，包括主设备和从设备模式，而CC2541主要作为从设备。
   • 它们通常用于连接和控制传感器、智能家居设备等。
     

3. RN42/RN52:

   • RN42和RN52是经典蓝牙模块，由Microchip（以前是Roving Networks）生产。
   • 它们基于蓝牙2.1+EDR标准，提供了丰富的功能和易于使用的接口。
   • 这些模块支持串口通信（UART）协议，具有较大的通信范围（通常在30米以上）。
   • 它们适用于各种应用，如音频传输、数据通信和蓝牙配对。
   • RN52还提供了额外的音频功能，如立体声音频传输和音频配置选项。
     

4. ESP32:

   • ESP32是一款强大的Wi-Fi和蓝牙组合模块，由Espressif Systems开发。
   • 它集成了双核处理器、Wi-Fi、蓝牙、低功耗技术和丰富的外设接口。
   • ESP32支持蓝牙经典和低功耗蓝牙（BLE），具有较大的灵活性和功能性。
   • 它广泛应用于物联网（IoT）应用、嵌入式系统和智能设备开发。
     

2. HC-05/HC-06

2.1 概念

HC-05和HC-06是两种常见的经典蓝牙模块，它们在设计和功能上有一些区别。以下是对它们进行详细讲解：

1. HC-05:

   • HC-05是一款功能强大的经典蓝牙模块，由爱信电子（EGBT）生产。
   • 它基于蓝牙2.0标准，支持多种传输协议，包括串口通信（UART）和蓝牙SPP（串口通信）。
   • HC-05可以在主设备模式（Master）或从设备模式（Slave）之间切换，具有较高的灵活性。
   • 它支持蓝牙连接密码的设置，以提高安全性。
   • HC-05具有6个引脚，包括VCC（供电）、GND（接地）、TXD（发送数据）、RXD（接收数据）、STATE（状态）和EN（使能）。
   • STATE引脚可用于检测连接状态和模块工作模式。
   • HC-05可以通过AT指令进行配置和控制，例如更改蓝牙名称、波特率、配对密码等。
     

2. HC-06:

   • HC-06是另一款常见的经典蓝牙模块，也由爱信电子（EGBT）生产。
   • 与HC-05相比，HC-06相对简化，主要用于从设备模式（Slave）。
   • 它仅支持蓝牙SPP（串口通信）协议，无法切换到主设备模式。
   • HC-06具有4个引脚，包括VCC（供电）、GND（接地）、TXD（发送数据）和RXD（接收数据）。
   • 它没有STATE和EN引脚，因此无法提供与连接状态和工作模式相关的信息。
   • HC-06可以直接与其他主设备（如智能手机或电脑）进行配对和通信。
   • 类似于HC-05，HC-06也可以通过AT指令进行配置，例如更改蓝牙名称和配对密码。
     

2.2 区别

1. 工作模式：

   • HC-05：HC-05模块可以在主设备模式（Master）或从设备模式（Slave）之间切换。这意味着它可以充当蓝牙主设备与其他从设备建立连接，也可以作为从设备接受来自主设备的连接请求。
   • HC-06：HC-06模块主要用作从设备模式（Slave）。它无法切换为主设备模式，只能接受来自主设备的连接请求。

2. 支持的协议：

   • HC-05：HC-05模块支持多种传输协议，包括串口通信（UART）和蓝牙SPP（串口通信）协议。它可以通过这些协议与其他设备进行数据传输和通信。
   • HC-06：HC-06模块仅支持蓝牙SPP（串口通信）协议。它没有UART传输协议的支持，因此在使用HC-06与其他设备通信时，需要通过串口进行数据传输。

3. 引脚和功能：

   • HC-05：HC-05模块具有6个引脚，包括VCC（供电）、GND（接地）、TXD（发送数据）、RXD（接收数据）、STATE（状态）和EN（使能）。STATE引脚可以用于检测连接状态和模块工作模式。
   • HC-06：HC-06模块相对简化，只有4个引脚，包括VCC（供电）、GND（接地）、TXD（发送数据）和RXD（接收数据）。它没有STATE和EN引脚，因此无法提供与连接状态和工作模式相关的信息。

4. 应用场景：

   • HC-05：由于HC-05支持主设备模式和多种传输协议，它在需要作为主设备连接其他从设备的应用中较为常见。它适用于需要灵活控制连接的项目。
   • HC-06：HC-06主要用作从设备，适用于需要接受来自主设备连接的应用。它适合简单的蓝牙串口通信场景。

根据具体的应用需求来选择使用HC-05还是HC-06。如果需要主设备模式、多种传输协议的支持以及与其他设备的灵活连接，HC-05可能是更好的选择。如果只需要简单的从设备模式和蓝牙串口通信功能，HC-06可以满足需求。

3. STM32使用HC-05通信

3.1 方法

1. 连接硬件：

   • 将HC-05模块的VCC引脚连接到STM32的3.3V电源引脚，GND引脚连接到STM32的地引脚。
   • 将HC-05模块的TXD引脚连接到STM32的一个UART接收引脚（例如USART1_RX），RXD引脚连接到STM32的一个UART发送引脚（例如USART1_TX）。
   • 如果需要进行模块的配置或进入AT命令模式，可以将HC-05模块的EN引脚连接到STM32的一个GPIO引脚，并在代码中控制该引脚的状态。

2. 配置串口：

   • 在STM32的代码中，需要配置相应的UART串口进行与HC-05模块的通信。您可以使用STM32的HAL库或直接使用寄存器级编程进行配置。
   • 设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位，以与HC-05模块的通信参数相匹配。
   • 启用串口的接收和发送中断，以便进行数据的收发。

3. 与HC-05通信：

   • 使用UART发送函数将数据发送给HC-05模块。例如，使用HAL库时，可以使用HAL_UART_Transmit()函数。
   • 使用UART接收函数接收来自HC-05模块的数据。例如，使用HAL库时，可以使用HAL_UART_Receive()函数。
   • 根据HC-05模块的通信协议和AT指令集，编写相应的代码来控制HC-05模块的行为，例如配置模块参数、建立蓝牙连接等。

4. 处理数据：

   • 在STM32的代码中，根据您的应用需求，对从HC-05模块接收到的数据进行处理。您可以将数据发送到其他设备，进行相应的处理或响应等。

3.2 示例代码

#include "stm32f4xx.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

// 定义串口句柄和接收缓冲区
UART_HandleTypeDef huart1;
char rxBuffer[50];
int rxIndex = 0;

// 函数原型
void SystemClock_Config(void);
void GPIO_Init(void);
void UART_Init(void);
void UART_Transmit(char *data);
void UART_Receive(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    GPIO_Init();
    UART_Init();

    while (1)
    {
        // 接收数据
        UART_Receive();

        // 如果收到换行符'\n'，表示接收到完整的一行数据
        if (rxBuffer[rxIndex - 1] == '\n')
        {
            // 处理接收到的数据
            // 在这里可以添加您的处理代码，例如解析数据、响应等

            // 发送数据回复
            UART_Transmit("Received: ");
            UART_Transmit(rxBuffer);

            // 清空接收缓冲区和索引
            memset(rxBuffer, 0, sizeof(rxBuffer));
            rxIndex = 0;
        }
    }
}

void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 |
                                  RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
    HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);
}

void GPIO_Init(void)
{
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

void UART_Init(void)
{
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();

    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 9600;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE；
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

void UART_Transmit(char *data)
{
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, strlen(data), HAL_MAX_DELAY);
}

void UART_Receive(void)
{
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&rxBuffer[rxIndex], 1);
    rxIndex++;
}

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if (huart->Instance == USART1)
    {
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&rxBuffer[rxIndex], 1);
        rxIndex++;
    }
}

将HC-05模块连接到STM32的USART1串口（PA9为USART1_TX，PA10为USART1_RX）。它使用了HAL库进行串口的初始化、数据发送和接收。

在main()函数中，它通过轮询的方式接收来自HC-05模块的数据，并在接收到换行符’\n’后对数据进行处理和回复。您可以根据需要修改处理和回复的代码。

UART_Init()函数用于配置USART1串口的参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。

UART_Transmit()函数用于发送数据到HC-05模块。

UART_Receive()函数使用中断方式接收来自HC-05模块的数据，并将接收到的数据存储在rxBuffer中。

HAL_UART_RxCpltCallback()函数是UART接收完成中断的回调函数，当每次接收到一个字节的数据时，它会触发下一次接收。