STM32F103智能避障寻迹小车——串口和蓝牙学习_stm32f103和蓝牙

一.串口通信

1.通信

1.1 概述

 单片机与外围设备之间的信息交换和传输我们称为通信。过去通信方式有两种：并行通信和串行通信。

串行通信：

 传输原理：数据按位依次顺序传输（每一位占据固定的时间长度）
 优点：占用引脚资源少、成本低、传输距离远
 缺点：速度慢
 应用场合：常用于工控、测量设备，以及部分通信设备 如USB、COM口

并行通信：

 传输原理：数据按位同时传输（按照字节或者字节的倍数去传输）
 优点：速度快
 缺点：占用引脚多，成本高、传输距离近、抗干扰能力弱（串扰）
 应用场合：一般适用数据量大、传输距离较近的场合 如计算机总线

注意：串口使用的是串行通信，我们主要介绍它！

串行同行按传输方式划分的话：为同步方式和异步方式

同步方式:

 指的是带时钟同步信号，像IIC，SPI接口都是同步通信。
 要求：同步通信要求通信双方的时钟必须一致（发送数据的同时进行接收数据）
 传输方式：同步通信是一种连续串行传输数据的通信方式，一次只传输一帧数据。
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 优点：相对于异步通信而言传输速率更高。
 缺点：是通信双方必须使用同一个时钟。

异步方式：

 指的是不带时钟同步信号，如UART接口就属于异步通信。
 要求：通信双方必须具有接收器和发送器，但是接收器和发送器可以使用各自的时钟。
 传输方式：异步通信是以字符为单位去传输，由于异步通信工作是非同步的，所以接收器必须时刻做好接收数据的准备，所以每个字符都会使用起始位和停止位代表字符的开始和结束。
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 优点：相比于同步通信而言设备成本低。
 缺点：信道利用率低。

注意：使用异步通信，通信双方要约定好的字符格式和通信速率，否则会导致数据丢失等问题出现。

串行通信根据收发数据方式来划分的话：有单工、半双工、全双工

单工通信：

 数据只能单方向传输。

半双工通信：

 ：数据传输上支持双方向传输，但是不能同时进行双向传输，在同一时刻，某一端只能进行发送或者接收。

全双工通信：

 ：双工是指数据同时在两个方向上传输，是两个
 单工通信的结合，要求发送设备和接收设备同时具有独立的
 接收和发送能力。
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2.串口

2.1 概述

 串口：物理硬件标准
 串口是计算机进行串行通信的物理接口，线路简单，串口是按位进行数据的收发，可以用一根线(TXD)发送数据的同时用另一根线接收(RXD)。

 为使通信顺利进行，由通信双方就如何交换信息所建立进来的一套规定，称为通信控制规程，网络术语中称为协议。另外，为统一接口和连接，规程中还有关于信号线功能、电气特性、机械特性等明确的规定，称之为接口标准。如RS-232、RS-485接口标准等。

3.串口通信过程

数据接收过程：

 数据来源于外部设备，一位一位的传输到芯片的数据接收引脚（RXD），传输的速度由波特率来决定。

数据发送过程：

 数据来源于芯片，一位一位的传输到外部设备的数据接收引脚（RXD），传输的速度由波特率来决定。

补充：波特率

 波特率就是每秒钟传输的数据位数。
 波特率的单位是每秒比特数(bps)
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 常用的波特率有 9600、19200、38400、115200。

 例子：假设波特率为：115200，8 位数据位，无校验位，一个停止位，一个开始位
 （共 10 位）简写：115200,8n1。
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 则传输一位的时间是：t=1/115200(s),而传输一个字节需要 10 位;
 那么传输一个字节的时间是：t(1byte)=10/115200(s)。
 则一秒能传输的字节数是：1/t=115200/10=11520byte。

4.串口传输分析

 串口传输数据，一字节数据需要十位，即数据位，校验位，停止位，起始位。

起始位：

 指的是一帧数据传输的开始，规定为1bit的低电平。

数据位：

 指的是通信的有效信息，数据位位数可以为8bit（标准ASCII码）或者9bit（拓展ASCII码），数据位在传输时低位先出。

校验位：

 指的是在发送或者接收数据时进行简单的校验，可以用来检测数据是否同步或者是否有噪声干扰等因素，校验位只占1bit，并且分为奇校验和偶校验，用户可以选择是否使用校验位。

停止位：

 指的是一帧数据的结束，停止位有多种选择，一般用1bit，一定是高电平。

二.蓝牙

1.概述

 蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇
 个人域网之间的短距离数据交换(使用 2.4~2.485GHz 的 ISM 波段的 UHF 无线电
 波)。

我们这里 介绍的是在嵌入式开发中常用的蓝牙模块——HC-05。

2.蓝牙配置

先按住小按钮，再给蓝牙模块上电，直到指示灯进入慢闪， 进入AT指令模式

配置时，用 USB 转 TTL 连接 HC-05，用串口调试助手发送 AT 指令进行配置。需要注意的是， HC-05 配置模式的波特率固定为 38400，如果你给 HC-05 发送指令，没 有收到回复，记得检查一下串口调试助手的波特率是否正确。

 AT
 ：检查 HC-05 模块连接是否正常，HC-05 收到后会回复“OK”
 AT+NAME=名字
 ：配置 HC-05 的名字，配置成功后会返回“OK”
 AT+NAME?
 ：询问 HC-05 的名字。发送后会收到“+NAME:“名字””，换行加“OK”
 AT+PSWD=密码
 ：配置 HC-05 密码，配对时需要用到。配置成功后，会收到“OK”
 AT+PSWD?
 ：询问 HC-05 配对密码。发送后会收到“+PSWD:991102”，换行加“OK”
 AT+UART=波特率,停止位,校验
 ：设置 HC-05 的波特率，其中停止位 0 表示一位停止位，为 1 表示两位
 停止位。校验位为 0 表示无校验，为 1 表示奇校验，为 2 表示偶校验。
 比如设置 115200 的波特率，一位停止位，无校验。发送
 “AT+UART=115200,0,0”即可。配置成功后会返回“OK”
 AT+UART?
 ：询问 HC-05 波特率。发送后会收到“+UART:波特率,停止位,校验”，
 换行加“OK”

注意：每一次通过串口调试助手发送的指令都要回车换行。即“\r\n”。

 配置完成功后，断电重新上电，HC-05 按照配置好的名字，配对密码和 波特率开始工作。此时 LED 快闪。

蓝牙调试助手：

进去之前，把手机蓝牙打开，之后你就可以看到这样的界面，然后对着操作。

3.工作原理

三.串口+蓝牙实验

实验：蓝牙远程通过串口控制RGB三色灯

 通过蓝牙，将指令通过串口发送到单片机上，进行 LED 灯的开关控制。

4.1 原理图分析

4.2 代码分析