进阶教程3 Arduino软串口与蓝牙通信

2023-04-25 01:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

本专栏内容经修订后，已在豆瓣阅读集结成书出版：

https://read.douban.com/ebook/106875966/

我是潘，曾经是个工程师。这是为 http://Ardui.Co 制作的 “Arduino 公开课” 系列的入门教程。本课将介绍软件串口和蓝牙通信。有任何疑问请在评论区提出，我会逐一回答。

串口是应用最广泛的通信协议，可以实现高速传输（相对单片机来说），而且只需要两个线 RX 和 TX 即可。但串口也有缺点，每个串口只能实现一组通信，而 Arduino Uno 只提供了一个串口（D0 – RX、D1 -TX），并且是和 USB 转换模块共用的。换句话说，如果 USB 端在使用，就无法再接其他串口设备，比如，我们这次要介绍的 CC2541 蓝牙模块。

幸好，Arduino 官方提供了软件串口的库，可以将任意两个数字端口，模拟成串口。软件串口库不需要下载，IDE 已经集成，打开“菜单 -> 项目 -> 加载库 -> SoftwareSerial “即可加载。

使用软件串口前，先介绍一下 HM10 蓝牙模块。该模块采用德州仪器 CC2541 蓝牙4.0芯片，主从一体机，采用串口通信。另外，不建议使用老旧的HC5、HC6等，因为此类模块基于老旧的蓝牙2.1协议，耗电较大、很多新特性都不支持，而且也不便宜。

这个模块需要转焊，但也可以购买已经带底座的模块，更省事。我们只要4跟连接线：3.3V 连接 3.3V（最高不超过7V）；GND 连接 GND；TX 连接 D8；RX 连接 D9；

往Arduino 写入程序：

/* 作者：Ardui.co 效果：手机连接蓝牙通信版本：1.0 更新时间：2017年3月15日 */ #include //加载软件串口库 SoftwareSerial BT(8, 9); //新建对象，设置软件串口端口，RX为D8，TX为D9 char val; //存储接收的变量 void setup() { Serial.begin(9600); //与PC串口连接 Serial.println("BT is ready!"); BT.begin(9600); //设置波特率 } void loop() { //如果串口接收到数据，输出到蓝牙串口（手机） if (Serial.available()) { val = Serial.read(); BT.print(val); } //如果接收到蓝牙模块的数据，输出到屏幕 if (BT.available()) { val = BT.read(); Serial.println(val); } }

这程序在理解上毫无难度。

此时，我们还需要在手机上下载一个蓝牙串口控制器，Arduino 设备推荐 ”BLE蓝牙串口“，iOS 推荐LightBlue，均为免费软件。最后打开PC 串口监视器和手机的蓝牙串口APP，就可以双向通信了。

顺便介绍一下 iOS 上 LightBlue 的使用。连接蓝牙模块后，我们把界面拉到最底部，找到UUID的选项点击进入，打开”Listen for nobiantifications“，此时才能监听蓝牙的串口数据。同时，要把右上角的Hex（十六进制），改为String（字符串）。

现在要结合 DHT11 温湿度传感器，在手机上显示实时温度。同时，不用软件串口了，让蓝牙模块直接使用 Uno 的硬件串口（D0、D1即硬件串口）：

/* 作者：Ardui.Co 效果：手机蓝牙显示温湿度版本：1.0 更新时间：2017年3月14日 */ #include "DHT.h" //加载DHT11的库 #define DHTTYPE DHT11 // 定义传感器类似 DHT11 #define DHTPIN 2 //宏定义DHT数据接口，编译时DHTPIN会替换成2 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);//声明 dht 函数 void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); //启动传感器 } void loop() { delay(1000); //采样延时，每次抓取数据时间间隔 1~2秒钟 float h = dht.readHumidity();//读取湿度 float t = dht.readTemperature();//读取摄氏度 if (isnan(h) || isnan(t) ) { Serial.println("Failed to read from DHT sensor!"); return; } //检查抓取是否成功 Serial.print(h); Serial.print(" %\t"); Serial.print(t); Serial.print(" *C "); }

这其实就是第9课的程序简化版。

程序上传完毕后，拔掉USB，否则会产生冲突。蓝牙模块的 TX 接 D0，RX 接 D1，并使用 Uno 的外界电源口供电，打开手机蓝牙串口，看到湿度温度在刷新：

利用蓝牙通信，我们终于可以脱离PC大屏幕了，手机就能实现人机互动。

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