當(dāng)大多數(shù)人開(kāi)始使用 Arduino 微控制器時(shí)，他們并不了解所有的擴(kuò)展模塊和擴(kuò)展板。雖然 Arduino Uno 是全球最受歡迎的微控制器之一，但它不具備藍(lán)牙接口功能。

實(shí)際上，您可以購(gòu)買(mǎi)帶有內(nèi)置藍(lán)牙功能的開(kāi)發(fā)板，例如 Arduino BT 或 Raspberry Pi 4，它們具有內(nèi)置藍(lán)牙功能。然而，這些板更貴、更笨重，而且在您的項(xiàng)目中使用起來(lái)可能不太有趣。那么，當(dāng)您想為沒(méi)有藍(lán)牙連接的微控制器添加藍(lán)牙連接時(shí)，您會(huì)怎么做？ 

您最好的選擇是將其與藍(lán)牙模塊連接。因此，本指南將向您展示如何將微控制器與藍(lán)牙模塊連接。這將允許您將微控制器無(wú)線連接到支持藍(lán)牙的設(shè)備，例如智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)。 

什么是藍(lán)牙接口

藍(lán)牙傳感器、面包板和 Arduino Uno

今天，藍(lán)牙是世界上最普遍的無(wú)線連接標(biāo)準(zhǔn)之一。我們使用它在設(shè)備之間傳輸和交換數(shù)據(jù)，藍(lán)牙接口描述了使用或啟用藍(lán)牙設(shè)備。雖然我們使用 Wi-Fi 等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行長(zhǎng)距離連接，但我們使用藍(lán)牙進(jìn)行短距離連接和數(shù)據(jù)傳輸。但是，最新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn) (5.2) 可以達(dá)到 400m，數(shù)據(jù)速率為 2 Mbps。

我們可以期待未來(lái)的版本以更高的閾值和吞吐量實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的距離。然而，每次您使用手機(jī)傳輸數(shù)據(jù)或連接到另一臺(tái)設(shè)備時(shí)，本質(zhì)上都是藍(lán)牙接口。同樣，許多微控制器沒(méi)有內(nèi)置藍(lán)牙功能。因此，如果要實(shí)現(xiàn)與它們的藍(lán)牙接口，則需要擴(kuò)展它們或添加另一塊板。

接下來(lái)，我們將向您展示如何使用藍(lán)牙模塊向微控制器添加藍(lán)牙接口。 

藍(lán)牙模塊及其工作原理

該藍(lán)牙模塊

藍(lán)牙模塊允許您將微控制器和單板計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備連接起來(lái)。我們也可以將它們稱(chēng)為藍(lán)牙傳感器。然而，只有在您的主板沒(méi)有任何內(nèi)置藍(lán)牙功能時(shí)才需要這些設(shè)備。最常見(jiàn)的藍(lán)牙模塊是 HC-05 和 HC-06。 

當(dāng)您購(gòu)買(mǎi)藍(lán)牙模塊時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它在一塊方形的藍(lán)色分線板上呈綠色矩形。分線板為藍(lán)牙模塊提供引腳，讓您可以快速將其插入面包板。 

對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用，HC-05 和 HC-06 在它們的從模式下工作相同。但是，我們建議您使用 HC-05，因?yàn)樗试S您在從模式和主模式之間切換。

相比之下，HC-06 只能作為從設(shè)備運(yùn)行。

因此，如果您想連接兩個(gè) Arduino 項(xiàng)目，您需要一個(gè) HC-05 藍(lán)牙模塊，以便它可以啟動(dòng)藍(lán)牙連接并進(jìn)行設(shè)置。

如果您查看藍(lán)牙模塊的背面，您會(huì)發(fā)現(xiàn)引腳分配的標(biāo)簽。在大多數(shù)情況下，您只需要擔(dān)心電源引腳。主要是VCC和地（GND）。然而，除了這些引腳之外，我們還有數(shù)據(jù)引腳——RXD 和 TXD。

RXD 接收數(shù)據(jù)，TXD 發(fā)送數(shù)據(jù)。如果您使用的是 HC-05，您會(huì)注意到 HC-06 沒(méi)有的兩個(gè)引腳。我們將這些引腳稱(chēng)為使能 (EN) 和狀態(tài)輸出引腳 (STATE)。您可能還會(huì)聽(tīng)到人們將啟用引腳稱(chēng)為關(guān)鍵引腳。 

使用藍(lán)牙模塊時(shí)，需要特別注意電源電壓。3.6 伏到 6 伏之間的任何電壓都是安全的，數(shù)據(jù)引腳需要 3.3 伏數(shù)字信號(hào)。 

如何將藍(lán)牙模塊與您的 Arduino 項(xiàng)目和手機(jī)連接

藍(lán)牙傳感器

為了向您展示藍(lán)牙接口的工作原理，我們提供了有關(guān)如何使用藍(lán)牙模塊將 Arduino 項(xiàng)目連接到手機(jī)的基本教程。在嘗試此項(xiàng)目之前，您需要了解編碼和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中的一些基本概念。此外，使用Arduino IDE并將草圖上傳到 Arduino 微控制器的經(jīng)驗(yàn)至關(guān)重要。 

所需組件

• 藍(lán)牙模塊 HC-05 或藍(lán)牙模塊 HC-06

• 面包板

• 阿杜諾烏諾 

• 2.2kΩ 電阻

• 5.7KΩ 電阻

• 實(shí)芯線

• Arduino IDE 軟件

指示

設(shè)置硬件

• 從 Arduino Uno 上的 5V 和 GND 引腳連接電線，將它們安裝到面包板上的電源軌上；然后將它們饋送到您的藍(lán)牙模塊，連接到 VCC 和 GND 引腳。

• 將 Arduino Uno 的傳輸引腳連接到面包板，同時(shí)使用電阻器創(chuàng)建與 GRAND 串聯(lián)的分壓器。中心應(yīng)該斷開(kāi)并連接到 RXC 引腳。這是因?yàn)樗{(lán)牙模塊需要較低的傳輸電壓電平。 

• 通過(guò)將電線從 Arduino Uno 上的接收引腳穿過(guò)面包板，為 HC-05 上的 TXD 引腳供電。

如果您正確地遵循上述接線步驟，您的項(xiàng)目應(yīng)該如下所示： 

Arduino Uno 連接到 HC-05 模塊

資料來(lái)源：維基共享資源

設(shè)置軟件

為了讓我們的項(xiàng)目正常運(yùn)行，我們需要編寫(xiě)代碼，讓我們能夠偵聽(tīng)數(shù)據(jù)并從藍(lán)牙源接收數(shù)據(jù)。然后我們將使用我們的串行端口將結(jié)果打印回計(jì)算機(jī)。

所以我們基本上將這個(gè)項(xiàng)目用作計(jì)算機(jī)的藍(lán)牙接收器。因此，我們必須為藍(lán)牙終端寫(xiě)一個(gè)草圖。 

藍(lán)牙終端草圖1

我們需要使用一些函數(shù)和類(lèi)從 該軟件序列庫(kù)。它們將允許 Arduino 通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行通信。因此，您必須將其包含在草圖中。

導(dǎo)入庫(kù)后，您需要指定用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的串行引腳。在上面的示例中，我們將引腳 9 用作接收引腳 (rxPin)，將引腳 8 用作發(fā)送引腳 (txPin)。 

接下來(lái)，使用我們?cè)谏弦徊街卸x的值作為參數(shù)實(shí)例化一個(gè)軟件序列 (SoftwareSerial) 對(duì)象。在上面的示例中，我們將軟件串行對(duì)象命名為 BTSerial。

接下來(lái)，定義一個(gè)名為 setup 的新函數(shù)。它定義了哪些引腳用于輸入和輸出。默認(rèn)情況下，HC-05 藍(lán)牙模塊以 9600 波特率與 Arduino 通信；我們可以修改它。但是，我們?cè)谑纠斜３植蛔儯驗(yàn)樗咏鼫?zhǔn)確的波特率。 

接下來(lái)，定義兩個(gè)用于消息的字符串變量。最后，創(chuàng)建一個(gè)帶有 while 循環(huán)的 Arduino 循環(huán)函數(shù)。我們將使用這個(gè)循環(huán)來(lái)監(jiān)聽(tīng) Arduino 和藍(lán)牙設(shè)備之間的任何通信。 

如果 Arduino 收到任何數(shù)據(jù)，它將打印出來(lái)，使用分號(hào)作為行終止符。 

藍(lán)牙終端草圖2

編寫(xiě)草圖后，您需要將其上傳到您的 Arduino。接下來(lái)，您需要將手機(jī)與 Arduino 項(xiàng)目配對(duì)，這將允許您的手機(jī)與藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。

與藍(lán)牙設(shè)備通信

當(dāng)您使用按鈕開(kāi)關(guān)打開(kāi) Arduino 時(shí)，您應(yīng)該注意到藍(lán)牙模塊發(fā)出閃爍的紅燈。這表明它處于配對(duì)模式。您需要進(jìn)入手機(jī)的藍(lán)牙設(shè)置并掃描附近的任何設(shè)備。 

在可用設(shè)備下，您應(yīng)該會(huì)看到與您的模塊相關(guān)的條目。選擇該條目并將其與您的手機(jī)配對(duì)。它會(huì)要求您提供配對(duì)代碼。配對(duì)碼通常為“1234”。現(xiàn)在您已將設(shè)備配對(duì)，您可以開(kāi)始與其通信。但是，您需要一個(gè)移動(dòng)應(yīng)用程序來(lái)執(zhí)行此操作。 

導(dǎo)航到您手機(jī)的應(yīng)用程序商店并下載串行藍(lán)牙終端應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序需要一個(gè)終端，允許您鍵入消息，然后將它們發(fā)送到您的項(xiàng)目。此外，您還需要能夠查看從設(shè)備收到的通知。

確保您決定使用的應(yīng)用程序與經(jīng)典藍(lán)牙（Bluetooth Classic）兼容，否則可能不適用于您的項(xiàng)目。 

下載應(yīng)用程序后，返回您的計(jì)算機(jī)，打開(kāi) Arduino IDE 并打開(kāi)藍(lán)牙草圖的串行監(jiān)視器。確保串行監(jiān)視器使用 9600 波特或您之前指定的波特?cái)?shù)。 

回到手機(jī)上的藍(lán)牙終端應(yīng)用，選擇Arduino藍(lán)牙項(xiàng)目作為設(shè)備。連接后，您可以在終端應(yīng)用程序中鍵入一條消息。確保在消息末尾添加分號(hào) (;) 以表示消息結(jié)束。 

如果它工作正常，您應(yīng)該會(huì)收到一條消息，通知您 Arduino 項(xiàng)目已收到一條消息。此外，該字母還應(yīng)通過(guò) Arduino IDE 的串行終端出現(xiàn)在您的計(jì)算機(jī)屏幕上。 

概括

在上述指南中，我們簡(jiǎn)要探討了藍(lán)牙與微控制器的接口。我們提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的教程，該教程說(shuō)明了藍(lán)牙模塊的工作原理，以幫助您擴(kuò)展微控制器的功能并與之交互。一旦了解了基礎(chǔ)知識(shí)，就可以制作更復(fù)雜的項(xiàng)目。例如，您可以添加按鈕、板載 LED 或直流電機(jī)。您甚至可以使用它通過(guò)電子郵件發(fā)送帖子。盡管如此，我們希望您發(fā)現(xiàn)本指南對(duì)您有所幫助。一如既往，感謝您的閱讀。