小项目：蓝牙模块点亮RGB三色灯

作者: 良许Linux | 来源:发表于2024-02-08 08:23 被阅读0次

在之前的教程中，我们学习了蓝牙模块的原理，并动手写了驱动，实现了串口的接收和发送。本次我们就来教大家如何使用蓝牙串口控制灯。这是一个简单的示例，展示了如何将蓝牙通信与硬件控制相结合，实现远程控制的功能。你也可以扩展这个示例，添加更多的指令和功能，以满足自己的需求。

1. 源码下载及前置阅读

本文首发 良许嵌入式网 ：https://www.lxlinux.net/e/ ，欢迎关注！

本文所涉及的源码及安装包如下（由于平台限制，请点击以下链接阅读原文下载）：

https://www.lxlinux.net/e/stm32/bluetooth-rgb-led.html

如果你是嵌入式开发小白，那么建议你先读读下面几篇文章。

了解不同的下载程序方法，为你的嵌入式开发提供更多选择：https://www.lxlinux.net/e/stm32/five-ways-to-flash-program-to-stm32.html
手把手让你掌握MDK的使用方式和技巧，助你更高效地进行开发：https://www.lxlinux.net/e/stm32/mdk-development-tool-tutorial.html
逐步引导你入门STM32开发，无需担心基础问题：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-quick-start-for-beginner.html

前期教程，没看过的小伙伴可以先看下。

深入了解蓝牙模块的原理和驱动方法，让你能够轻松应用于实际项目中：https://www.lxlinux.net/e/stm32/bluetooth-turorial.html
嵌入式基本功，为后续学习打下坚实的基础：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-usart-receive-data-using-rxne-time-out.html

2. 项目需求

实现目标是我们有一个三色 LED 灯，手机连上蓝牙后，向蓝牙串口发送关键词 green 则绿灯亮，再次发送 green 则绿灯灭，黄灯和红灯的关键词是 yellow、red ，效果类似。

3. 编程实战

3.1 硬件接线

本教程使用的硬件如下：

单片机：STM32F103C8T6
蓝牙模块：HC-08
小灯：三色 LED 灯模块
串口：USB 转 TTL
烧录器：ST-LINK V2

HC-08	LED	STM32	USB 转 TTL
VCC		3.3
RXD		A2
TXD		A3
GND		G
	R	A5
	Y	A6
	G	A7
	GND	G
		A10	TX
		A9	RX
		G	GND

烧录的时候接线如下表，如果不会烧录的话可以看我之前的文章 STM32下载程序的五种方法：https://www.lxlinux.net/e/stm32/five-ways-to-flash-program-to-stm32.html。

ST-Link V2	STM32
SWCLK	SWCLK
SWDIO	SWDIO
GND	GND
3.3V	3V3

接好如下图：

3.2 LED逻辑代码

LED 灯的代码简简单单，只要进行一下三个灯的初始化就行。

void led_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    LED1_GPIO_CLK_ENABLE();                                 /* LED1时钟使能 */
    LED2_GPIO_CLK_ENABLE();                                 /* LED2时钟使能 */
    LED3_GPIO_CLK_ENABLE();                                 /* LED3时钟使能 */

    gpio_init_struct.Pin = LED1_GPIO_PIN;                   /* LED1引脚 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;            /* 推挽输出 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    /* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;          /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);       /* 初始化LED1引脚 */

    gpio_init_struct.Pin = LED2_GPIO_PIN;                   /* LED2引脚 */
    HAL_GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);       /* 初始化LED2引脚 */
    
    gpio_init_struct.Pin = LED3_GPIO_PIN;                   /* LED3引脚 */
    HAL_GPIO_Init(LED3_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);       /* 初始化LED3引脚 */

    LED1(0);                                                /* 关闭 LED1 */
    LED2(0);                                                /* 关闭 LED2 */
    LED3(0);                                                /* 关闭 LED3 */
}

LED 的 .h文件：

#ifndef _LED_H
#define _LED_H
#include "sys.h"


/******************************************************************************************/
/* 引脚 定义 */

#define LED1_GPIO_PORT                  GPIOA
#define LED1_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_7
#define LED1_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)             /* PA口时钟使能 */

#define LED2_GPIO_PORT                  GPIOA
#define LED2_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_6
#define LED2_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)             /* PA口时钟使能 */

#define LED3_GPIO_PORT                  GPIOA
#define LED3_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_5
#define LED3_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)             /* PB口时钟使能 */

/******************************************************************************************/
/* LED端口定义 */
#define LED1(x)   do{ x ? \
                      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
                      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
                  }while(0)

#define LED2(x)   do{ x ? \
                      HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
                      HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
                  }while(0)

#define LED3(x)   do{ x ? \
                      HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_PORT, LED3_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
                      HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_PORT, LED3_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
                  }while(0)

/* LED取反定义 */
#define LED1_TOGGLE()   do{ HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN); }while(0)        /* 翻转LED1 */
#define LED2_TOGGLE()   do{ HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN); }while(0)        /* 翻转LED2 */
#define LED3_TOGGLE()   do{ HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_PORT, LED3_GPIO_PIN); }while(0)        /* 翻转LED3 */

/******************************************************************************************/
/* 外部接口函数*/
void led_init(void);                                                                            /* LED初始化 */

#endif

3.3 蓝牙收发

蓝牙收发我们在【手把手教你玩转蓝牙模块（原理+驱动）：https://www.lxlinux.net/e/stm32/bluetooth-turorial.html】有详细教程，在这里就简单带过+浅浅复习下，没看过或者忘记了的小伙伴可以点击链接看看。

蓝牙模块通过串口与 MCU 进行通讯，所以第一步需要先做好串口的配置。

关于串口的配置，我写过一篇文章手把手教你玩串口，大家可以移步下文查看：

【STM32串口接收不定长数据（接收中断+超时判断）：https://www.lxlinux.net/e/stm32/stm32-usart-receive-data-using-rxne-time-out.html】

具体代码如下：

UART_HandleTypeDef bt_uart_handle;

uint8_t bt_uart_rx_buf[BT_RX_BUF_SIZE];
uint8_t bt_uart_tx_buf[BT_TX_BUF_SIZE];
uint16_t bt_uart_rx_len = 0;

void bt_init(uint32_t baudrate)
{
    bt_uart_handle.Instance          = BT_INTERFACE;                 /* BT */
    bt_uart_handle.Init.BaudRate     = baudrate;                     /* 波特率 */
    bt_uart_handle.Init.WordLength   = UART_WORDLENGTH_8B;           /* 数据位 */
    bt_uart_handle.Init.StopBits     = UART_STOPBITS_1;              /* 停止位 */
    bt_uart_handle.Init.Parity       = UART_PARITY_NONE;             /* 校验位 */
    bt_uart_handle.Init.Mode         = UART_MODE_TX_RX;              /* 收发模式 */
    bt_uart_handle.Init.HwFlowCtl    = UART_HWCONTROL_NONE;          /* 无硬件流控 */
    bt_uart_handle.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;         /* 过采样 */
    HAL_UART_Init(&bt_uart_handle);                                  /* 使能BT */
}

void bt_rx_clear(void)
{
    memset(bt_uart_rx_buf, 0, sizeof(bt_uart_rx_buf));              //清空接收缓冲区
    bt_uart_rx_len = 0;                                             //接收计数器清零
}

void BT_IRQHandler(void)
{
    uint8_t receive_data = 0;   
    if(__HAL_UART_GET_FLAG(&bt_uart_handle, UART_FLAG_RXNE) != RESET){      //获取接收RXNE标志位是否被置位
        if(bt_uart_rx_len >= sizeof(bt_uart_rx_buf))                        //如果接收的字符数大于接收缓冲区大小，
            bt_uart_rx_len = 0;                                             //则将接收计数器清零
        HAL_UART_Receive(&bt_uart_handle, &receive_data, 1, 1000);          //接收一个字符
        bt_uart_rx_buf[bt_uart_rx_len++] = receive_data;                    //将接收到的字符保存在接收缓冲区
    }

    if (__HAL_UART_GET_FLAG(&bt_uart_handle, UART_FLAG_IDLE) != RESET)      //获取接收空闲中断标志位是否被置位
    {
        printf("recv: %s\r\n", bt_uart_rx_buf);                             //将接收到的数据打印出来
        control_led();                                                      //检测是否有LED关键词
        bt_rx_clear();
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&bt_uart_handle);                         //清除UART总线空闲中断
    }
}

通过这几个函数，我们就可以读取蓝牙返回的数据，并保存在数组 bt_uart_rx_buf 里。

如果需要通过串口向蓝牙模块发送数据，可以使用下面函数：

void bt_send(char *fmt, ...)
{
    va_list ap;
    uint16_t len;
    
    va_start(ap, fmt);
    vsprintf((char *)bt_uart_tx_buf, fmt, ap);
    va_end(ap);
    
    len = strlen((const char *)bt_uart_tx_buf);
    HAL_UART_Transmit(&bt_uart_handle, bt_uart_tx_buf, len, HAL_MAX_DELAY);
}

其实是否向蓝牙模块发送数据并不影响我们的实现效果，留着的目的一方面为了让大家复习一下，另一方面可以看出蓝牙模块是否在正常工作。

至此，蓝牙模块的初始化、发送、接收部分就做好了。

3.4 LED控制

检测蓝牙串口是否接收到 LED 关键词，如果有就反转 LED 灯状态。

void control_led()
{
    if(strstr((const char *)bt_uart_rx_buf, "green") != NULL)           //如果接收到关键词"green"
        LED1_TOGGLE();                                                  // 翻转LED1
    if(strstr((const char *)bt_uart_rx_buf, "yellow") != NULL)          //如果接收到关键词"yellow"
        LED2_TOGGLE();                                                  // 翻转LED2
    if(strstr((const char *)bt_uart_rx_buf, "red") != NULL)             //如果接收到关键词"red"
        LED3_TOGGLE();                                                  // 翻转LED3
}

3.5 主函数

在 main 函数里，我们可以先调用 bt_init() 函数进行初始化，然后调用 bt_send() 函数发送数据。

int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟,72M */
    delay_init(72);                             /* 初始化延时函数 */
    usart_init(115200);                         /* 串口1波特率设为115200 */
    bt_init(9600);                              /* 串口2波特率设为9600 */
    led_init();

    printf("蓝牙控制灯……\r\n");

    while(1)
    {
        bt_send("bt send\r\n");
        delay_ms(1000);
    }
}

4. 运行过程

将硬件连好，把串口插到电脑 USB 口。

接着我们打开电脑串口软件。设置串口助手波特率 115200（你们不一定要用我这款，随便的串口助手都可以），选择串口号，最后打开串口开始准备接收数据。

这个串口工具接收的是 MCU 串口 1 的数据，也就是 log 。蓝牙接收到数据后，我们使用串口 1 打印到下面的串口助手里。

烧录代码，串口输出如下：

然后打开手机蓝牙助手准备开始调试，（如果有提示下载弹窗的话，点击「下载好了」即可），点击蓝牙模块开始连接。没有蓝牙助手的同学，可以在前文找到下载地址。

到这里，我们就完成了 MCU 通过蓝牙将数据透传到手机 APP（蓝牙助手）。

当然，我们也可以通过手机 APP 向蓝牙发送数据，MCU 接收到透传的数据之后通过串口助手打印在电脑上。

比如我们给蓝牙模块发送数据 green 、yellow、red。

可以看到串口助手成功接收到了 green 、yellow、red，这些数据。

我们的三个小灯也打开了。（我的小绿灯不是很亮，用旧了，嘻嘻）

再次发送关键词即可关对应的灯。当然，一次发送「green yellow red」，就可以控制三个小灯一起反转。

总结

祝贺大家成功点灯！当然，除了控制灯的开关，蓝牙串口还可以应用于更广泛的场景，如个人电子设备、智能家居控制、健康医疗设备等等。随着技术的不断进步，蓝牙技术将持续演进，并在更多领域发挥作用。希望本文能够为你提供了一个初步的了解，并激发你进一步深入研究和应用蓝牙技术的兴趣。感谢各位看官，love and peace！

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小项目：蓝牙模块点亮RGB三色灯

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2. 项目需求

3. 编程实战

3.1 硬件接线

3.2 LED逻辑代码

3.3 蓝牙收发

3.4 LED控制

3.5 主函数

4. 运行过程

总结

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