AN1408A ATK-HC05 蓝牙串口模块使用
本应用文档(AN1408A,对应探索者 STM32F407 开发板扩展实验 1)将教大家如何在
ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板上使用 ATK-HC05 蓝牙串口模块。 本文档我们将使用
ATK-HC05 蓝牙串口模实现蓝牙串口通信,并和手机连接,实现手机控制开发板。
本文档分为如下几部分:
1, ATK-HC05 蓝牙串口模块简介
2, 硬件连接
3, 软件实现
4, 验证
1、ATK-HC05 蓝牙串口模块简介
ATK-HC05 模块,是 ALIENTEK 生成的一款高性能主从一体蓝牙串口模块,可以同各种带
蓝牙功能的电脑、蓝牙主机、手机、PDA、PSP 等智能终端配对,该模块支持非常宽的波特
率范围:4800~1382400,并且模块兼容 5V 或 3.3V 单片机系统,可以很方便与您的产品进行
连接。使用非常灵活、方便。
ATK-HC05 模块非常小巧(16mm*32mm),模块通过 6 个 2.54mm 间距的排针与外部连
接,模块外观如图 1.1 所示:
图 1.1 ATK-HC05 模块外观图
图 1.1 中,从右到左,依次为模块引出的 PIN1~PIN6 脚,各引脚的详细描述如表 1.1 所
示:
序号
1
2
名称
LED
KEY
配对状态输出;配对成功输出高电平,未配对则输出低电平。
用于进入 AT 状态;高电平有效(悬空默认为低电平)。
说明
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3
4
5
6
RXD
TXD
GND
VCC
模块串口接收脚(TTL 电平,不能直接接 RS232 电平!),可接单片机的 TXD
模块串口发送脚(TTL 电平,不能直接接 RS232 电平!),可接单片机的 RXD
地
电源(3.3V~5.0V)
另外,模块自带了一个状态指示灯:STA。该灯有 3 种状态,分别为:
表 1.1 ATK-HC05 模块各引脚功能描述
1,在模块上电的同时(也可以是之前),将 KEY 设置为高电平(接 VCC),此时 STA 慢
闪(1 秒亮 1 次),模块进入 AT 状态,且此时波特率固定为 38400。
2,在模块上电的时候,将 KEY 悬空或接 GND,此时 STA 快闪(1 秒 2 次),表示模块进
入可配对状态。如果此时将 KEY 再拉高,模块也会进入 AT 状态,但是 STA 依旧保持快
闪。
3,模块配对成功,此时 STA 双闪(一次闪 2 下,2 秒闪一次)。
有了 STA 指示灯,我们就可以很方便的判断模块的当前状态,方便大家使用。
ATK-HC05 蓝牙串口模块所有功能都是通过 AT 指令集控制,比较简单,该部分使用以及
模块的详细参数等信息,请参考 ATK-HC05-V11 用户手册.pdf 和 HC05 蓝牙指令集.pdf。
通过 ATK-HC05 蓝牙串口模块,任何单片机(3.3V/5V 电源)都可以很方便的实现蓝牙通
信,从而与包括电脑、手机、平板电脑等各种带蓝牙的设备连接。ATK-HC05 蓝牙串口模块
的原理图如图 1.2 所示:
图 1.2 ATK-HC05 蓝牙串口模块原理图
2、硬件连接
本实验功能简介:开机检测 ATK-HC05 蓝牙模块是否存在,如果检测不成功,则报错。
检测成功之后,显示模块的主从状态,并显示模块是否处于连接状态,DS0 闪烁,提示程序
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运行正常。按 KEY0 按键,可以开启/关闭自动发送数据(通过蓝牙模块发送);按 KEY_UP
按键可以切换模块的主从状态。蓝牙模块接收到的数据,将直接显示在 LCD 上(仅支持 ASCII
字符显示)。同时,我们还可以通过 USMART 对 ATK-HC05 蓝牙模块进行 AT 指令查询和设置。
结合手机端蓝牙软件(蓝牙串口助手 v1.97.apk),可以实现手机无线控制开发板(点亮和关闭
LED1)。
所要用到的硬件资源如下:
1, 指示灯 DS0 、DS1
2, KEY0/KEY_UP 两个按键
3, 串口 1、串口 3
4, TFTLCD 模块
5, ATK-HC05-V11 蓝牙串口模块
接下来,我们看看 ATK-HC05 蓝牙串口模块同 ALIENTEK STM32 开发板的连接,前面我们
介绍了 ATK-HC05 蓝牙串口模块的接口,而 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板板载了一个
ATK 模块接口(ATK MODULE),ATK-HC05 蓝牙模块可直接插入该接口实现与探索者 STM32F4
开发板的连接。
ATK MODULE 同开发板主芯片的连接原理图如图 2.1 所示:
图 2.1 ATK-MODULE 接口与 MCU 连接关系
从上图可以看出,蓝牙模块的串口最简单的办法是连接在开发板的串口 3 上面 ,只需
要用跳线帽短接 P10 的 USART3_RX 和 GBC_TX 以及 USART3_TX 和 GBC_RX 即可实现。连接好
之后,探索者 STM32F407 开发板与 ATK-HC05 蓝牙模块的连接关系如表 2.1 所示:
ATK-HC05 蓝牙模块与开发板连接关系
ATK-HC05 蓝牙串口模块
探索者 STM32F407 开发板
VCC
5V
GND
GND
TXD
RXD
PB11
PB10
KEY
PF6
LED
PC0
表 2.1 ATK-HC05 蓝牙模块同探索者 STM32F407 开发板连接关系表
使用时,我们只需要将 ATK-HC05 蓝牙模块插入到开发板的 ATK-MODULE 接口即可,如
图 2.2 所示:
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图 2.2 ATK-HC05 蓝牙模块与探索者开发板对接实物图
注意,连接好之后,记得检查 P10 的跳线帽哦!!必须短接:USART3_RX 和 GBC_TX 以
及 USART3_TX 和 GBC_RX。另外,在实际使用的时候,如果不需要进入 AT 设置和状态指示,
则连接蓝牙模块只需要 4 根线连接即可:VCC/GND/TXD/RXD。
3、软件实现
本实验,我们在标准例程:USMART 调试实验的基础上修改,本章还需要用到定时器
和按键,所以先添加 key.c 和 timer.c。
然后,在 HARDWARE 文件夹里面新建 USART3 和 HC05 两个文件夹,并分存放 usart3.c,
usart3.h 和 hc05.c,hc05.h 等几个文件。并在工程工程 HARDWARE 组里面添加 usart3.c 和
hc05.c 两个文件,并在工程添加 usart3.h 和 hc05.h 的头文件包含路径。
在 usart3.c 里面,我们输入如下代码:
#include "sys.h"
#include "usart3.h"
#include "stdarg.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "timer.h"
//串口发送缓存区
__align(8) u8 USART3_TX_BUF[USART3_MAX_SEND_LEN];
//发送缓冲,最大 USART3_MAX_SEND_LEN 字节
//串口接收缓存区
u8 USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN];
//接收缓冲,最大 USART3_MAX_RECV_LEN 个字节.
//通过判断接收连续 2 个字符之间的时间差不大于 10ms 来决定是不是一次连续的数据.
//如果 2 个字符接收间隔超过 10ms,则认为不是 1 次连续数据.也就是超过 10ms 没有接
//收到任何数据,则表示此次接收完毕.
//接收到的数据状态
//[15]:0,没有接收到数据;1,接收到了一批数据.
//[14:0]:接收到的数据长度
vu16 USART3_RX_STA=0;
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void USART3_IRQHandler(void)
u8 res;
if(USART3->SR&(1<<5))//接收到数据
{
res=USART3->DR;
if((USART3_RX_STA&(1<<15))==0)
//接收完的一批数据,还没有被处理,则不再接收其他数据
{
{
}
if(USART3_RX_STACNT=0;
if(USART3_RX_STA==0)
{
TIM7->CR1|=1<<0;
//计数器清空
//使能定时器 7 的中断
//使能定时器 7
}
USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA++]=res; //记录接收到的值
}else USART3_RX_STA|=1<<15;
//强制标记接收完成
}
}
//初始化 IO 串口 3
//pclk1:PCLK1 时钟频率(Mhz)
//bound:波特率
void usart3_init(u32 pclk1,u32 bound)
{
float temp;
u16 mantissa;
u16 fraction;
temp=(float)(pclk1*1000000)/(bound*16);//得到 USARTDIV,OVER8 设置为 0
mantissa=temp;
fraction=(temp-mantissa)*16;
//得到整数部分
//得到小数部分,OVER8 设置为 0
mantissa<<=4;
mantissa+=fraction;
RCC->AHB1ENR|=1<<1;
RCC->APB1ENR|=1<<18;
//使能 PORTB 口时钟
//使能串口 3 时钟
GPIO_Set(GPIOB,PIN10|PIN11,GPIO_MODE_AF,GPIO_OTYPE_PP,
GPIO_SPEED_50M,GPIO_PUPD_PU);//PB10,PB11,复用功能,上拉输出
GPIO_AF_Set(GPIOB,10,7);
GPIO_AF_Set(GPIOB,11,7);
//波特率设置
USART3->BRR=mantissa;
USART3->CR1|=1<<3;
USART3->CR1|=1<<2;
//PB10,AF7
//PB11,AF7
// 波特率设置
//串口发送使能
//串口接收使能
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USART3->CR1|=1<<5;
USART3->CR1|=1<<13;
MY_NVIC_Init(0,0,USART3_IRQn,2);//组 2,优先级 0,0,最高优先级
//接收缓冲区非空中断使能
//串口使能
TIM7_Int_Init(100-1,8400-1);
TIM7->CR1&=~(1<<0);
USART3_RX_STA=0;
//10ms 中断一次
//关闭定时器 7
//清零
}
//串口 3,printf 函数
//确保一次发送数据不超过 USART3_MAX_SEND_LEN 字节
void u3_printf(char* fmt,...)
{
u16 i,j;
va_list ap;
va_start(ap,fmt);
vsprintf((char*)USART3_TX_BUF,fmt,ap);
va_end(ap);
i=strlen((const char*)USART3_TX_BUF);//此次发送数据的长度
for(j=0;jSR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
USART3->DR=USART3_TX_BUF[j];
}
这部分代码,主要实现了串口 3 的初始化,以及实现了串口 3 的 printf 函数:u2_printf,
和串口 3 的接收处理。串口 3 的数据接收,采用了定时判断的方法,对于一次连续接收的数
据,如果出现连续 10ms 没有接收到任何数据,则表示这次连续接收数据已经结束。此种方
法判断串口数据结束不同于我们串口实验里面的判断回车结束,据有更广泛的通用性,希望
大家好好掌握。
usart3.h 里面的代码我们就不在这里列出了,请大家参考本文档对应源码(扩展实验 1
ATK-HC05 蓝牙串口模块实验),我们在 hc05.c 里面,输入如下代码:
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "usart3.h"
#include "hc05.h"
#include "led.h"
#include "string.h"
#include "math.h"
//初始化 ATK-HC05 模块
//返回值:0,成功;1,失败.
u8 HC05_Init(void)
{
u8 retry=10,t;
u8 temp=1;
RCC->AHB1ENR|=1<<2;//使能 PORTC 时钟
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RCC->AHB1ENR|=1<<5;//使能 PORTF 时钟
GPIO_Set(GPIOC,PIN0,GPIO_MODE_IN,0,0,GPIO_PUPD_PU); //PC0 输入 上拉
GPIO_Set(GPIOF,PIN6,GPIO_MODE_OUT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_100M,
GPIO_PUPD_PU); //PF6 输出 高电平
usart3_init(42,9600);//初始化串口 3 为:9600,波特率.
while(retry--)
{
}
HC05_KEY=1;
delay_ms(10);
u3_printf("AT\r\n");
HC05_KEY=0;
for(t=0;t<10;t++)
//KEY 置高,进入 AT 模式
//发送 AT 测试指令
//KEY 拉低,退出 AT 模式
//最长等待 50ms,来接收 HC05 模块的回应
{
if(USART3_RX_STA&0X8000)break;
delay_ms(5);
}
if(USART3_RX_STA&0X8000)
//接收到一次数据了
{
}
temp=USART3_RX_STA&0X7FFF;
//得到数据长度
USART3_RX_STA=0;
if(temp==4&&USART3_RX_BUF[0]=='O'&&USART3_RX_BUF[1]=='K')
{
}
temp=0;//接收到 OK 响应
break;
if(retry==0)temp=1;
//检测失败
return temp;
}
//获取 ATK-HC05 模块的角色
//返回值:0,从机;1,主机;0XFF,获取失败.
u8 HC05_Get_Role(void)
{
u8 retry=0X0F;
u8 temp,t;
while(retry--)
{
HC05_KEY=1;
//KEY 置高,进入 AT 模式
delay_ms(10);
u3_printf("AT+ROLE?\r\n"); //查询角色
for(t=0;t<20;t++)
//最长等待 200ms,来接收 HC05 模块的回应
{
delay_ms(10);
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}
if(USART3_RX_STA&0X8000)break;
HC05_KEY=0;
if(USART3_RX_STA&0X8000)
//KEY 拉低,退出 AT 模式
//接收到一次数据了
{
}
temp=USART3_RX_STA&0X7FFF;
//得到数据长度
USART3_RX_STA=0;
if(temp==13&&USART3_RX_BUF[0]=='+')//接收到正确的应答了
{
}
temp=USART3_RX_BUF[6]-'0';//得到主从模式值
break;
}
if(retry==0)temp=0XFF;//查询失败.
return temp;
}
//ATK-HC05 设置命令
//此函数用于设置 ATK-HC05,适用于仅返回 OK 应答的 AT 指令
//atstr:AT 指令串.比如:"AT+RESET"/"AT+UART=9600,0,0"/"AT+ROLE=0"等字符串
//返回值:0,设置成功;其他,设置失败.
u8 HC05_Set_Cmd(u8* atstr)
{
u8 retry=0X0F;
u8 temp,t;
while(retry--)
{
HC05_KEY=1;
//KEY 置高,进入 AT 模式
delay_ms(10);
u3_printf("%s\r\n",atstr);
//发送 AT 字符串
HC05_KEY=0;
for(t=0;t<20;t++)
//KEY 拉低,退出 AT 模式
//最长等待 100ms,来接收 HC05 模块的回应
{
if(USART3_RX_STA&0X8000)break;
delay_ms(5);
}
if(USART3_RX_STA&0X8000)
//接收到一次数据了
{
temp=USART3_RX_STA&0X7FFF;
//得到数据长度
USART3_RX_STA=0;
if(temp==4&&USART3_RX_BUF[0]=='O')//接收到正确的应答了
{
temp=0;
break;
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