[C#] 编程控制笔记本蓝牙与外部蓝牙设备通信

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[C#] 编程控制笔记本蓝牙与外部蓝牙设备通信

2024-07-15 10:42:54 218人阅读

一、蓝牙模块XLBT232‐D01介绍（外部设备蓝牙）

1.1、蓝牙模块简介

XLBT232-D0101蓝牙模块采用CSR BlueCore 芯片，配置6-8Mbit 的软件存储空间，
支持AT 指令，用户可根据需要更改SPP 角色（主、从模式）以及串口波特率、
设备名称、配对密码等参数，使用灵活。

1.2、模块功能介绍

1.2.1、特性

蓝牙协议：Bluetooth Specification V2.1+EDR、V2.0+EDR、V2.1、V2.0 V1.2
? 工作频率：2.4GHz ISM band
? 调制方式：GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)
? 发射率：≤4dBm, Class 2
? 灵敏度：≤-84dBm at 0.1% BER
? 传输速率：Asynchronous: 2.1Mbps(Max) / 160 kbpsSynchronous: 1Mbps/1Mbps
? 安全特性：Authentication and encryption
? 支持服务：Bluetooth SPP(主模式& 从模式)
? 供电电源：+3.3VDC 50mA
? 工作温度：-5 ~ +65 Centigrade
? 外观尺寸：26.9mm x 13mm x 2.2 mm

1.2.2、模块接线原理图

PS:当然也能用USB转TTL模块进行连接在电脑上调试，毕竟大多数笔记本已经没有串口啦！

1.3、使用说明

[图：蓝牙模块]

>_<" KEY为输入管脚，短按控制，或者输入约100ms 的高电平单次脉冲，可以
实现以下功能：

模块设置为SPP 主机模式时：

　　　　未连接状态时：清除配对信息(若存在配对设备信息)

　　　　已连接状态时：主动发起断开连接，延时150ms 后重启，重新搜索
　　连接从设备；在断开连接时：重新搜索连接从设备。

模块设置为SPP 从机时：

　　　　在已连接状态时：主动发起断开连接，延时150ms 后重启，重新进入被搜
索状态，等待主机配对和连接

　　　　在断开连接时：延时150ms 后重启，重新进入被搜索状态，等待主机配对
和连接。

>_<" 显示模块当前工作状态：

待机状态慢闪——重复2s 脉冲；
连接状态长亮——高电平。

1.4、AT指令集

蓝牙模块出厂默认的串口配置为：波特率9600，无校验，数据位8，停止位1。
PS:接下来说明以上位机为电脑，模块参数为出厂设置时进行配置说明。
>_<" 将模块通过USB电平转换板连接到电脑USB口(USB转TTL)，使用串口调试助手，按
照 9600,N,8,1 进行配置，打开串口后，发送 AT(无\r\n)，若返回 OK，说明配置
成功。
PS:设置 AT 指令必须在蓝牙模块未连接或断开 SPP 链接时才可以（上电或配对
后都可以，如果连接 SPP，串口输入的数据将会直接发送到远端蓝牙设备串口）

1.4.1、测试指令：

1.4.2、查询\设置波特率指令:

1.4.3、查询\设置设备名称指令:

1.4.4、恢复默认设置指令:

1.4.5、模块复位\重启指令:

1.4.6、查询\设置主从模式:

1.4.7、查询\设置配对密码:

1.4.8、查询\设置是否需要密码鉴权:

PS:为方便使用，默认为不用密码鉴权连接，搜索到蓝牙串口之后，直接连接
可。有安全考虑的客户请选择需要密码鉴权。
PS:此指令只有在从设备时才有效；主设备时不接受此指令，发送此指令没
有回复，也不执行

1.4.9、清除主设备配对信息指令:

PS：此指令只有在主设备时才有效；从设备时不接受此指令，发送此指令
没有回复，也不执行。

1.4.10、搜索并连接新的蓝牙串口从设备(*)指令：

PS:此指令只有在主设备时才有效；从设备时不接受此指令，发送此指令没
有回复，也不执行。

1.4.11、连接最后一次连接的蓝牙串口从设备(*)指令：

PS:此指令只有在主设备时才有效；从设备时不接受此指令，发送此指令没
有回复，也不执行。

1.4.12、连接指定蓝牙地址的从设备(*)指令：

PS:此指令只有在主设备时才有效；从设备时不接受此指令，发送此指令没
有回复，也不执行。

1.4.13、查询、设置软件版本指令：

1.4.14、系统帮助指令：

1.4.15、查询本机MAC 地址指令：

>_<: 1：所有参数设置后存储在模块内，下次启动时无需再次设置
2：AT 指令后标注*号的，表示目前未应用的AT 指令

二、蓝牙模块配置与笔记本电脑相连

2.1.1、蓝牙初始化配置：

将蓝牙模块通过TTL转USB模块连接到笔记本，打开串口助手，通过上述AT指令设置为从设备，波特率为9600，然后重启

[图：USB转TTL模块]

[图：串口助手]

2.1.2、电脑为主设备搜索建立连接：

点击笔记本蓝牙标志的小图标，添加蓝牙设备：

然后要等一会，笔记本正在装驱动：

然后右击蓝牙图标，查看蓝牙设备，可见我们的设备已经被电脑发现并添加：

查看该设备属性，此时笔记本为该设备提供一个串口，就是笔记本蓝牙和设备蓝牙通信的通道，要记住这个一会编程的时候会用到：

PS:这个COM15也可以在设备管理器中修改为其他通道

三、C#编程使笔记本蓝牙和外部设备蓝牙通信：

其实配对以后，蓝牙就被模拟成了一个端口，我们可以用最简单的端口通讯来收发信息。首先，在每次启动时，需要连接端口：

[FORM初始化时获取所有的COM口，并加入下拉列表]

 1 public Form1() 2 { 3     InitializeComponent(); 4  5     //Get all port list for selection 6     //获得所有的端口列表，并显示在列表内 7     PortList.Items.Clear(); 8     string[] Ports = SerialPort.GetPortNames(); 9 10     for (int i = 0; i < Ports.Length; i++)11     {12         string s = Ports[i].ToUpper();13         Regex reg = new Regex("[^COM\\d]", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Multiline);14         s = reg.Replace(s, "");15 16         PortList.Items.Add(s);17     }18     if (Ports.Length > 1) PortList.SelectedIndex = 1;19 }

[连接按钮事件：选中list中的被选中的COM口进行连接,如果连接成功就在状态栏显示蓝牙连接成功]

 1 private void ConnectButton_Click(object sender, EventArgs e) 2 { 3     if (!BluetoothConnection.IsOpen) 4     { 5         //Start 6         Status = "正在连接蓝牙设备"; 7         BluetoothConnection = new SerialPort(); 8         ConnectButton.Enabled = false; 9         BluetoothConnection.PortName = PortList.SelectedItem.ToString();10         BluetoothConnection.Open();11         BluetoothConnection.ReadTimeout = 10000;12         BluetoothConnection.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(BlueToothDataReceived);13         Status = "蓝牙连接成功";14     }15 }

[蓝牙接收数据事件响应函数，在按钮连接事件中声明的该事件，用于响应蓝牙数据接收]

 1 private void BlueToothDataReceived(object o, SerialDataReceivedEventArgs e) 2 { 3     //int length = BluetoothConnection.ReadByte(); 4     Thread.Sleep(1000); 5     int length = 13; 6     BlueToothReceivedData = http://www.mamicode.com/DateTime.Now.ToLongTimeString() + "\r\n"; 7     BlueToothReceivedData += "收到字节数：" + length + "\r\n"; 8  9     byte[] data = http://www.mamicode.com/new byte[length];10     BluetoothConnection.Read(data,0,length);11     for (int i = 0; i < length; i++)12     {13         BlueToothReceivedData += string.Format("data[{0}] = {1}\r\n", i, data[i]);14     }15     //receive close message16     if (length == 3 && data[0] == 255 && data[1] == 255 && data[2] == 255)17     {18         //Stop19         Status = "正在断开蓝牙设备";20         BluetoothConnection.Close();21         BluetoothConnection.Dispose();22         BluetoothConnection = null;23         ConnectButton.Enabled = true;24         Status = "蓝牙断开成功";25     }26 }

这里第4行让程序休息1是因为延时等待从设备把数据发送完全。
这里为了方便我严格控制让发送数据为13Byte。
从设备发送的13Byte数据送至缓冲区，PC端C#程序通过read()函数将缓冲区数据接收到data中，下面是格式输出一下数据。

[发送数据函数]

 1 private void BlueToothDataSend(byte[] data) 2 { 3     //int length = data.Length; 4     //byte[] readData = http://www.mamicode.com/new byte[length + 2];> 5     //readData[0] = (byte)(length % 255); 6     //readData[1] = (byte)(length / 255); 7     //for (int i = 0; i < length; i++) 8     //{ 9     //    readData[i + 2] = data[i];10     //}11     //BluetoothConnection.Write(readData, 0, length + 2);12     BluetoothConnection.Write(data, 0, 1);13     //Status = "发送数据字节数：" + length;14 }

本来是将data[]数据发送出去，因为我从设备设置为只要有数据发送过来就做出响应发送13Byte数据，所以就直接将data的第一byte发送出去了。

[定时器函数：用于刷新状态栏，和接收数据显示]

1 private void MonitorTimer_Tick(object sender, EventArgs e)2 {3     StatusMessage.Text = Status;4     BlueToothMessage.Text = BlueToothReceivedData;5 }

[发送数据按钮:将SendMessage中的数据获得发送出去]

1 private void SendButton_Click(object sender, EventArgs e)2 {3     byte n;4     byte.TryParse(SendMessage.Text, out n);5 6     BlueToothDataSend(new byte[] { n });7 }

四、PC和51单片机通过蓝牙连接展示

4.1.1、51单片机部分程序

一定要用11.0952Mhz的晶振，我用12Mhz结果出现帧丢失！其实这里采用的是52单片机，在此处区别不是很大~

将蓝牙模块的RXD连接单片机的RXD(P3.0),TXD连接单片机的TXD(P3.1)，然后就像以前操作串口一样操作就行啦~

  1 #include <REG52.H>  2 #include <INTRINS.H>  3 typedef unsigned char  uchar;  4 typedef unsigned short ushort;  5 typedef unsigned int   uint;  6       7 sbit    SCL=P1^0;            //IIC时钟引脚定义  8 sbit    SDA=P1^1;            //IIC数据引脚定义  9  10 #define    SlaveAddress    0xD0    //IIC写入时的地址字节数据，+1为读取 11 //************************************** 12 //延时5微秒(STC90C52RC@12M) 13 //不同的工作环境,需要调整此函数 14 //当改用1T的MCU时,请调整此延时函数 15 //************************************** 16 void Delay5us() 17 { 18     _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 19     _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 20     _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 21     _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 22     _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 23     _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 24 } 25 //************************************** 26 //I2C起始信号 27 //************************************** 28 void I2C_Start() 29 { 30     SDA = 1;                    //拉高数据线 31     SCL = 1;                    //拉高时钟线 32     Delay5us();                 //延时 33     SDA = 0;                    //产生下降沿 34     Delay5us();                 //延时 35     SCL = 0;                    //拉低时钟线 36 } 37 //************************************** 38 //I2C停止信号 39 //************************************** 40 void I2C_Stop() 41 { 42     SDA = 0;                    //拉低数据线 43     SCL = 1;                    //拉高时钟线 44     Delay5us();                 //延时 45     SDA = 1;                    //产生上升沿 46     Delay5us();                 //延时 47 } 48 //************************************** 49 //I2C发送应答信号 50 //入口参数:ack (0:ACK 1:NAK) 51 //************************************** 52 void I2C_SendACK(bit ack) 53 { 54     SDA = ack;                  //写应答信号 55     SCL = 1;                    //拉高时钟线 56     Delay5us();                 //延时 57     SCL = 0;                    //拉低时钟线 58     Delay5us();                 //延时 59 } 60 //************************************** 61 //I2C接收应答信号 62 //************************************** 63 bit I2C_RecvACK() 64 { 65     SCL = 1;                    //拉高时钟线 66     Delay5us();                 //延时 67     CY = SDA;                   //读应答信号 68     SCL = 0;                    //拉低时钟线 69     Delay5us();                 //延时 70     return CY; 71 } 72 //************************************** 73 //向I2C总线发送一个字节数据 74 //************************************** 75 void I2C_SendByte(uchar dat) 76 { 77     uchar i; 78     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器 79     { 80         dat <<= 1;              //移出数据的最高位 81         SDA = CY;               //送数据口 82         SCL = 1;                //拉高时钟线 83         Delay5us();             //延时 84         SCL = 0;                //拉低时钟线 85         Delay5us();             //延时 86     } 87     I2C_RecvACK(); 88 } 89 //************************************** 90 //从I2C总线接收一个字节数据 91 //************************************** 92 uchar I2C_RecvByte() 93 { 94     uchar i; 95     uchar dat = 0; 96     SDA = 1;                    //使能内部上拉,准备读取数据, 97     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器 98     { 99         dat <<= 1;100         SCL = 1;                //拉高时钟线101         Delay5us();             //延时102         dat |= SDA;             //读数据               103         SCL = 0;                //拉低时钟线104         Delay5us();             //延时105     }106     return dat;107 }108 //**************************************109 //向I2C设备写入一个字节数据110 //**************************************111 void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)112 {113     I2C_Start();                  //起始信号114     I2C_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号115     I2C_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址，116     I2C_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据，117     I2C_Stop();                   //发送停止信号118 }119 //**************************************120 //从I2C设备读取一个字节数据121 //**************************************122 uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)123 {124     uchar REG_data;125     I2C_Start();                   //起始信号126     I2C_SendByte(SlaveAddress);    //发送设备地址+写信号127     I2C_SendByte(REG_Address);     //发送存储单元地址，从0开始    128     I2C_Start();                   //起始信号129     I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //发送设备地址+读信号130     REG_data=http://www.mamicode.com/I2C_RecvByte();       //读出寄存器数据131     I2C_SendACK(1);                //接收应答信号132     I2C_Stop();                    //停止信号133     return REG_data;134 }

I2C.c

  1 // GY-52 MPU6050 IIC测试程序  2 // 使用单片机STC89C51   3 // 晶振：11.0592M  4 // 编译环境 Keil uVision2  5   6 #include <REG52.H>      7 #include <math.h>    //Keil library    8 #include <stdio.h>   //Keil library      9  10 typedef unsigned char  uchar; 11 typedef unsigned short ushort; 12 typedef unsigned int   uint; 13  14 uchar usart_flag,receive_data;//串口中断接收标志和串口接收数据 15 //**************************************** 16 // 定义MPU6050内部地址 17 //**************************************** 18 #define    SMPLRT_DIV        0x19    //陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz) 19 #define    CONFIG            0x1A    //低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz) 20 #define    GYRO_CONFIG        0x1B    //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s) 21 #define    ACCEL_CONFIG    0x1C    //加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz) 22 #define    ACCEL_XOUT_H    0x3B 23 #define    ACCEL_XOUT_L    0x3C 24 #define    ACCEL_YOUT_H    0x3D 25 #define    ACCEL_YOUT_L    0x3E 26 #define    ACCEL_ZOUT_H    0x3F 27 #define    ACCEL_ZOUT_L    0x40 28 #define    TEMP_OUT_H        0x41 29 #define    TEMP_OUT_L        0x42 30 #define    GYRO_XOUT_H        0x43 31 #define    GYRO_XOUT_L        0x44     32 #define    GYRO_YOUT_H        0x45 33 #define    GYRO_YOUT_L        0x46 34 #define    GYRO_ZOUT_H        0x47 35 #define    GYRO_ZOUT_L        0x48 36 #define    PWR_MGMT_1        0x6B    //电源管理，典型值：0x00(正常启用) 37 #define    WHO_AM_I        0x75    //IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读) 38  39  40 //**************************************** 41 //函数声明 42 //**************************************** 43 void  delay(unsigned int k);                                        //延时                         44 void  SeriPushSend(uchar send_data);                                  //串口发送函数 45 void  InitMPU6050();                                                //陀螺仪初始化 46 int   GetData(uchar REG_Address);                                    //合成数据并发送原数据 47 void  init_uart();                                                    //串口初始化 48 void  SeriPushSend(uchar send_data);                                //串口发送函数 49  50 extern uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                        //读取I2C数据 51 extern void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);        //向I2C写入数据 52  53  54 //**************************************** 55 //延时 56 //**************************************** 57 void delay(unsigned int k)     58 {                         59     unsigned int i,j;                 60     for(i=0;i<k;i++) 61     {             62         for(j=0;j<121;j++); 63     }                         64 } 65 //************************************** 66 //初始化MPU6050 67 //************************************** 68 void InitMPU6050() 69 { 70     Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);    //解除休眠状态 71     Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07); 72     Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06); 73     Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18); 74     Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01); 75 } 76 //************************************** 77 //合成数据并发送原数据 78 //************************************** 79 int GetData(uchar REG_Address) 80 { 81     uchar H,L; 82     H=Single_ReadI2C(REG_Address); 83     L=Single_ReadI2C(REG_Address+1); 84     SeriPushSend(H);//发送出去 85     SeriPushSend(L); 86     return (H<<8)+L;   //合成数据 87 } 88 //************************************** 89 //串口初始化 90 //************************************** 91 void init_uart() 92 { 93     TMOD=0x20;    //设置T1定时器工作方式2                 94     TH1=0xfd;     //T1装初值                 95     TL1=0xfd;         96     TR1=1;        //启动T1定时器     97     REN=1;        //允许串口中断接收 98     SM0=0;        //设置串口工作方式 99     SM1=1;100     EA=1;        //开总中断101     ES=1;        //开串口中断102 }103 //****************************************104 //串口发送函数105 //****************************************106 void  SeriPushSend(uchar send_data)107 {108     SBUF=send_data;  109     while(!TI);TI=0;      110 }111 //****************************************112 //串口接收函数113 //****************************************114 void ser()interrupt 4115 {116     RI=0;117     receive_data=http://www.mamicode.com/SBUF;118     usart_flag=1;119 }120 //*********************************************************121 //主程序122 //*********************************************************123 void main()124 { 125     delay(500);                        //上电延时        126     init_uart();127     InitMPU6050();                    //初始化MPU6050128     delay(150);129     while(1)130     {131         if(usart_flag==1)            //有数据传过来132         {133             ES=0;                    //关闭串口中断134             SeriPushSend(0xff);135             GetData(ACCEL_XOUT_H);    //发送X轴加速度136             GetData(ACCEL_YOUT_H);    //发送Y轴加速度137             GetData(ACCEL_ZOUT_H);    //发送Z轴加速度138             GetData(GYRO_XOUT_H);    //发送X轴角速度139             GetData(GYRO_YOUT_H);    //发送Y轴角速度140             GetData(GYRO_ZOUT_H);    //发送Z轴角速度141      142             ES=1;143             usart_flag=0;144         }145     }146 }