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STM32蓝牙模块驱动开发_stm32驱动蓝牙模块

网友: 技术文档 2025-09-03 12:10:59

STM32蓝牙模块驱动开发

1. 项目概述

本项目基于STM32F1系列微控制器，使用HAL库实现了蓝牙模块的驱动程序。该驱动程序通过UART接口与蓝牙模块通信，实现了蓝牙模块的初始化、AT指令发送、数据收发等功能。

项目源代码仓库：STM32_Sensor_Drives

2. 硬件连接

STM32蓝牙模块驱动开发_stm32驱动蓝牙模块

本项目使用的是通用蓝牙串口模块（如HC-05/HC-06等），通过UART接口与STM32连接。具体连接如下：

  • 蓝牙模块TX -> STM32 PB11 (USART3_RX)
  • 蓝牙模块RX -> STM32 PB10 (USART3_TX)
  • 蓝牙模块VCC -> 3.3V/5V（取决于模块类型）
  • 蓝牙模块GND -> GND

3. 代码结构

项目主要包含以下几个文件：

  • main.c：主程序，包含系统初始化和主循环
  • usart.c/h：UART配置和蓝牙通信相关函数
  • gpio.c/h：GPIO配置

4. 关键代码分析

4.1 蓝牙模块参数定义

在usart.h中定义了蓝牙模块的基本参数：

/******************************** Bluetooth 连接引脚定义 ***********************************/#define Bluetooth_NAME  \"BT04\"#define Bluetooth_PIN \"1234\"#define Bluetooth_LADDR \"AA:BB:CC:11:22:33\"#define Bluetooth_USART_BAUD_RATE \"9600\"#define Bluetooth_USART_TX_PORT GPIOB #define Bluetooth_USART_TX_PIN GPIO_Pin_10#define Bluetooth_USART_RX_PORT GPIOB#define Bluetooth_USART_RX_PIN GPIO_Pin_11#define Bluetooth_USARTx huart3

这些定义包括蓝牙模块的名称、PIN码、MAC地址、波特率以及连接的GPIO引脚。

4.2 数据结构定义

为了处理蓝牙模块的数据收发，定义了一个数据帧处理结构体：

#define RX_BUF_MAX_LEN 256  //最大接收缓存字节数extern struct STRUCT_USARTx_Fram //串口数据帧的处理结构体{ char Data_RX_BUF [ RX_BUF_MAX_LEN ]; union { __IO uint16_t InfAll; struct { __IO uint16_t FramLength :15; // 14:0  __IO uint16_t FramFinishFlag :1; // 15  } InfBit; }Inf;};

该结构体包含一个接收缓冲区和一个信息字段，信息字段使用位域技术，包含帧长度和帧完成标志。

4.3 UART初始化

在usart.c中，实现了UART的初始化函数：

void MX_USART3_UART_Init(void){ huart3.Instance = USART3; huart3.Init.BaudRate = 115200; huart3.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart3.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart3.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; huart3.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart3.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart3.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart3) != HAL_OK) { Error_Handler(); }}

这里配置了USART3，用于与蓝牙模块通信，波特率为115200，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验。

4.4 GPIO配置

在HAL_UART_MspInit函数中，配置了UART对应的GPIO引脚：

else if(uartHandle->Instance==USART3){ /* USART3 clock enable */ __HAL_RCC_USART3_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /**USART3 GPIO Configuration PB10 ------> USART3_TX PB11 ------> USART3_RX */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); /* USART3 interrupt Init */ HAL_NVIC_SetPriority(USART3_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn);}

这里配置了PB10为USART3_TX，PB11为USART3_RX，并启用了USART3的中断。

4.5 标准输出重定向

为了方便调试，重定向了标准输出到UART：

int fputc(int ch, FILE *f){ if (f == stdout) // 仅处理标准输出 { HAL_UART_Transmit(current_huart, (uint8_t *)&ch, 1, 100); // 阻塞发送 if (ch == \'\\n\')  // 发送\\n时自动补充\\r HAL_UART_Transmit(current_huart, (uint8_t *)\"\\r\", 1, 100); } return ch;}

同时定义了两个便捷的打印宏：

#define printf_log(...) do { \\ current_huart = &huart2; \\ printf(__VA_ARGS__); \\} while(0)#define printf_blue(...) do { \\ current_huart = &Bluetooth_USARTx; \\ printf(__VA_ARGS__); \\} while(0)

printf_log用于向调试串口（USART2）输出日志，printf_blue用于向蓝牙模块（USART3）发送数据。

4.6 蓝牙模块初始化

蓝牙模块的初始化函数如下：

void bluetooth_start(void){ printf_log(\"Start init buletooth\\r\\n\"); HAL_UART_Receive_IT(&Bluetooth_USARTx, &UART_TEMP_CHAR, 1); uint16_t wait_time = 5000; char temp_cmd[20]; sprintf(temp_cmd, \"%s\", \"AT+RESET\\r\\n\"); uint8_t flag = send_blue_cmd(temp_cmd, \"OK\", NULL, wait_time); // sprintf(temp_cmd, \"AT+LADDR%s\\r\\n\", Bluetooth_LADDR);// send_blue_cmd(temp_cmd, \"OK\", \"LADDR\", wait_time);// // sprintf(temp_cmd, \"AT+NAME%s\\r\\n\", Bluetooth_NAME);// send_blue_cmd(temp_cmd, \"OK\", \"NAME\", wait_time);// // sprintf(temp_cmd, \"AT+PIN%s\\r\\n\", Bluetooth_PIN);// send_blue_cmd(temp_cmd, \"OK\", \"PIN\", wait_time);// // sprintf(temp_cmd, \"AT+BAUD%s\\r\\n\", Bluetooth_USART_BAUD_RATE);// send_blue_cmd(temp_cmd, \"OK\", \"BAUD\", wait_time); printf_log(\"Start init success\\r\\n\");}

该函数首先启用UART接收中断，然后发送AT+RESET命令重置蓝牙模块。注释部分是设置蓝牙模块的MAC地址、名称、PIN码和波特率的命令，可以根据需要取消注释。

4.7 AT指令发送函数

uint8_t send_blue_cmd(char* cmd, char* replay1, char* replay2, uint16_t wait_time){ printf_log(cmd); printf_blue(cmd); HAL_Delay(wait_time); if (replay1 == NULL && replay1 == NULL) return 1; char temp_buffer[RX_BUF_MAX_LEN]; read_uart_buffer(temp_buffer); if (temp_buffer != NULL) printf_log(temp_buffer); if(strstr(temp_buffer, replay1) != NULL || strstr(temp_buffer, replay2) != NULL) return 1;  else printf_log(\"FAIL: Start init buletooth_%s\\n\", cmd); return 0;}

该函数用于发送AT指令并等待响应。它首先打印并发送命令，然后等待指定时间，读取响应缓冲区，检查是否包含预期的响应字符串。

4.8 数据发送函数

void blue_send_msg(char *msg){ HAL_UART_Transmit(&Bluetooth_USARTx, (uint8_t*)msg, strlen(msg), HAL_MAX_DELAY);}

这是一个简单的数据发送函数，用于向蓝牙模块发送数据。

4.9 数据接收缓冲区读取函数

void read_uart_buffer(char* temp_buffer){ if (buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramFinishFlag != 1) return; strcpy(temp_buffer, buletooth_Fram_Record.Data_RX_BUF); memset(buletooth_Fram_Record.Data_RX_BUF, 0, RX_BUF_MAX_LEN); buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramLength = 0; buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramFinishFlag = 0;}

该函数用于读取接收缓冲区的数据。如果帧完成标志为1，则将数据复制到临时缓冲区，并清空接收缓冲区。

4.10 UART接收中断回调函数

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){ if (huart == &Bluetooth_USARTx) { if (buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramLength < (RX_BUF_MAX_LEN - 1)) buletooth_Fram_Record.Data_RX_BUF[buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramLength++] = UART_TEMP_CHAR; if (HAL_UART_GetState(&Bluetooth_USARTx) == HAL_UART_STATE_READY) { if (buletooth_Fram_Record.Data_RX_BUF[buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramLength-1] == \'}\'){ buletooth_Fram_Record.Data_RX_BUF[buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramLength] = \'\\0\'; printf_log(\"uart back %d: %s\\r\\n\", buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramLength, buletooth_Fram_Record.Data_RX_BUF); buletooth_Fram_Record.Inf.InfBit.FramFinishFlag = 1; } } HAL_UART_Receive_IT(&Bluetooth_USARTx, &UART_TEMP_CHAR, 1); }}

这是UART接收中断的回调函数。当接收到一个字符时，将其存入接收缓冲区。如果接收到’}\'字符，则认为一帧数据接收完成，设置帧完成标志，并重新启用接收中断。

4.11 主程序

int main(void){ /* 省略初始化代码 */ MX_GPIO_Init(); MX_USART2_UART_Init(); MX_USART3_UART_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ printf_log(\"\\r\\n/**********STARTING SYSTEM**********/\\r\\n\"); bluetooth_start(); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { blue_send_msg(\"hello\\n\"); char temp_buffer[RX_BUF_MAX_LEN] = {0}; read_uart_buffer(temp_buffer); if (strlen(temp_buffer) != 0) printf_log(\"main %d :%s\\r\\n\", strlen(temp_buffer), temp_buffer); //memset(temp_buffer, 0, sizeof(temp_buffer)); HAL_Delay(500); /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */}

主程序初始化GPIO和UART，启动蓝牙模块，然后在主循环中每500ms发送一次\"hello\"消息，并读取接收缓冲区的数据。

5. 使用方法

  1. 将蓝牙模块按照硬件连接部分所述连接到STM32
  2. 编译并下载程序到STM32
  3. 使用手机蓝牙连接到蓝牙模块（名称为BT04，PIN码为1234）
  4. 使用蓝牙串口工具发送和接收数据

6. 注意事项

  1. 本驱动程序使用的是USART3，如需更改，请修改Bluetooth_USARTx宏定义
  2. 蓝牙模块的默认波特率为115200，如需更改，请修改MX_USART3_UART_Init函数中的波特率设置
  3. 接收数据帧的结束标志为’}\'字符，如需更改，请修改HAL_UART_RxCpltCallback函数
  4. 如需配置蓝牙模块的名称、PIN码等参数，请取消bluetooth_start函数中的注释

7. 扩展功能

本驱动程序可以扩展以支持更多功能，例如：

  1. 添加蓝牙连接状态检测
  2. 实现蓝牙数据的解析和处理
  3. 添加蓝牙低功耗模式支持
  4. 实现蓝牙配对和安全认证

8. 参考资料

  • STM32F1 Reference Manual
  • STM32 HAL Library Documentation
  • HC-05/HC-06 Bluetooth Module Datasheet
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