STM32. Bluetooth Android. HC-05.

Здравствуйте.

Сегодня хотел бы рассказать Вам о том, как можно связать отладочную плату STM32 F3 DISCOVERY с телефоном на базе ОС Android. Данная статья не будет уроком, Я лишь поделюсь своими наработками в достаточно фривольной форме.

Недавно передо мной встала задача передачи данных АЦП с платы STM32 F3 DISCOVERY на телефон под управлением системы Android. Решено было организовать передачу при помощи Bluetooth, так как он как раз имелся на борту телефона, и модуль HC-05 был под рукой)

Питание для Bluetooth модуля можно смело брать с отладочной платы, так как его потребление колеблется в районе 50мА. Для отладки устройства, на вход АЦП подавался сигнал с потенциометра. В итоге получилась следующая схема:

UART1 находится на ножках PA9(TX) и PA10(RX). Поэтому ножка PA9 подключается к ножке RX модуля. На ножку PC1 подадим напряжение с потенциометра R1, изменяя которое будем проверять корректность передаваемых данных. Резистор R2 необходим для защиты цепи, когда потенциометр R1 будет занимать крайние положения.

Телефон(или даже планшет) подойдет почти любой. Требуется лишь версия Андроид старше 4.0.3 (Хотя без проблем запустилось на HTC Desire HD, с Android 2.3.5) и наличие Bluetooth.

И вот тут первая незадача, все попытки инициализировать UART отладочной платы при помощи SPL, закончились неудачами. Данные либо вовсе не шли, либо шел какой то мусор.

Поэтому решено было настраивать UART при помощи ручной правки регистров (привет CMSIS!). На этом проблемы с написанием прошивки для STM32F3DISCOVERY закончились, и код приобрел свой окончательный вид:

#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "adc.h"

uint16_t result;

void Init_RCC()
{
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //Enable HSE
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET) ; //Waiting for HSE
 
//Set Flash latency
FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;
FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);
FLASH->ACR |= (uint32_t)((uint8_t)0x02);
 
RCC_PREDIV1Config(RCC_PREDIV1_Div1);//PREDIV 1 Divider = 1
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_PREDIV1,RCC_PLLMul_9);//Set PREDIV1 as source for PLL,And set PLLMUL=9
RCC_PLLCmd(ENABLE);//Enable PLL
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) ;//Waiting for PLL
 
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);//Set PLL as SYSCLK Soucre
RCC_HSICmd(DISABLE);//Disable HSI
}

void Init_Timer()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef timer2;
 
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
 
TIM_TimeBaseStructInit (&timer2);
 
timer2.TIM_Prescaler = 7200;
timer2.TIM_Period = 10000;
 
TIM_TimeBaseInit (TIM2,&timer2);
 
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
 
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void ADC1_2_IRQHandler(void)
{
if(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC))
 {
 result = ADC_GetConversionValue(ADC1);
 ADC_ClearITPendingBit(ADC1,ADC_IT_EOC);
 }
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!=RESET)
 {
	char buffer[16];
	sprintf(buffer,"%d\n",result);
	Usart1_Send_String(buffer);
	STM_EVAL_LEDToggle(LED10);
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
 }
}

int main (void)
{
	Init_RCC();

	usart_init();
	__enable_irq();
	
	STM_EVAL_LEDInit(LED10);
	Init_ADC();
	Init_Timer();
	
	while(1)
	{
	}
}

#include "main.h"

#include "usart.h"

#include "adc.h"

uint16_t result;

void Init_RCC()

{

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //Enable HSE

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET) ; //Waiting for HSE

//Set Flash latency

FLASH->ACR |= FLASH_ACR_PRFTBE;

FLASH->ACR &= (uint32_t)((uint32_t)~FLASH_ACR_LATENCY);

FLASH->ACR |= (uint32_t)((uint8_t)0x02);

RCC_PREDIV1Config(RCC_PREDIV1_Div1);//PREDIV 1 Divider = 1

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_PREDIV1,RCC_PLLMul_9);//Set PREDIV1 as source for PLL,And set PLLMUL=9

RCC_PLLCmd(ENABLE);//Enable PLL

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) ;//Waiting for PLL

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);//Set PLL as SYSCLK Soucre

RCC_HSICmd(DISABLE);//Disable HSI

}

void Init_Timer()

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef timer2;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);

TIM_TimeBaseStructInit (&timer2);

timer2.TIM_Prescaler = 7200;

timer2.TIM_Period = 10000;

TIM_TimeBaseInit (TIM2,&timer2);

NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

}

void ADC1_2_IRQHandler(void)

{

if(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC))

{

result = ADC_GetConversionValue(ADC1);

ADC_ClearITPendingBit(ADC1,ADC_IT_EOC);

}

void TIM2_IRQHandler(void)

{

if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!=RESET)

{

char buffer[16];

sprintf(buffer,"%d\n",result);

Usart1_Send_String(buffer);

STM_EVAL_LEDToggle(LED10);

TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);

}

int main (void)

{

Init_RCC();

usart_init();

__enable_irq();

STM_EVAL_LEDInit(LED10);

Init_ADC();

Init_Timer();

while(1)

{

}

Рассмотрим данный код подробнее.

Сначала необходимо настроить RCC, подробнее об этом читайте здесь. После этого в функции usart_init настраиваем USART/UART1 отладочной платы.

Код функций UART/USART (Файл usart.h):

#include "stm32f30x_gpio.h"
#include "stm32f30x_rcc.h"
#include "stm32f30x_syscfg.h"

#define F_CPU 72000000
#define BAUDRATE 9600

void usart1_tx(uint8_t c){ 
while (!(USART1->ISR & USART_ISR_TXE));
USART1->TDR = c;
}

void usart_init(void){
RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOAEN;
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN;

GPIOA->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER9_0;
GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER9_1;
GPIOA->AFR[1] |= 7 << 4*1;

GPIOA->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER10_0;
GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER10_1;
GPIOA->AFR[1] |= 7 << 4*2;


USART1->BRR = F_CPU/BAUDRATE; 
USART1->CR1 |= USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE; 
}

void Usart1_Send_String(char* str)
{
  uint8_t i=0;
  while(str[i])
  {
    usart1_tx(str[i]);
    i++;
  }
}

#include "stm32f30x_gpio.h"

#include "stm32f30x_rcc.h"

#include "stm32f30x_syscfg.h"

#define F_CPU 72000000

#define BAUDRATE 9600

void usart1_tx(uint8_t c){

while (!(USART1->ISR & USART_ISR_TXE));

USART1->TDR = c;

}

void usart_init(void){

RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOAEN;

RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN;

GPIOA->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER9_0;

GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER9_1;

GPIOA->AFR[1] |= 7 << 4*1;

GPIOA->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER10_0;

GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER10_1;

GPIOA->AFR[1] |= 7 << 4*2;

USART1->BRR = F_CPU/BAUDRATE;

USART1->CR1 |= USART_CR1_UE | USART_CR1_TE | USART_CR1_RE;

}

void Usart1_Send_String(char* str)

{

uint8_t i=;

while(str[i])

{

usart1_tx(str[i]);

i++;

}

В функции usart_init(void) мы настраиваем USART1/UART1 нашего микроконтроллера. Для этого мы сначала включаем его тактирование, затем настраиваем соответствующие выводы, задаем скорость передачи данных, и напоследок включаем его. Функции usart1_tx и Usart1_Send_String , служат для передачи по UART одного символа и строки соответсвтенно.

После настройки UART, остается лишь настроить АЦП и таймер, так как передавать значение АЦП мы будем раз в секунду. О настройке таймера можете прочесть здесь а о настройке АЦП в данном уроке.

Для проверки работы можно использовать программу Bluetooth Terminal для телефона. Однако, в мою задачу так же входило написание приложения для телефона, которое предоставляло бы данные пользователю в удобочитаемом виде.

Писать ПО для ОС Android предлагаю в официальной среде Android Studio. Подробнее о ней мы поговорим в одной из следующих статей нашего нового раздела мобильные приложения. Пока лишь покажу вам код текущего проекта:

package damikk.bluetooth;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.bluetooth.* ;
import android.view.* ;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
import android.os.Handler ;
<div style="clear:both; margin-top:0em; margin-bottom:1em;"><a href="http://mkprog.ru/osnovy/shirotno-impulsnaya-modulyatsiya-shim-pwm.html" target="_blank" rel="nofollow" class="u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8"><!-- INLINE RELATED POSTS 2/3 //--><style> .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8 { padding:0px; margin: 0; padding-top:1em!important; padding-bottom:1em!important; width:100%; display: block; font-weight:bold; background-color:#95A5A6; border:0!important; border-left:4px solid #F39C12!important; text-decoration:none; } .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8:active, .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8:hover { opacity: 1; transition: opacity 250ms; webkit-transition: opacity 250ms; text-decoration:none; } .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8 { transition: background-color 250ms; webkit-transition: background-color 250ms; opacity: 1; transition: opacity 250ms; webkit-transition: opacity 250ms; } .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8 .ctaText { font-weight:bold; color:#eaeaea; text-decoration:none; font-size: 16px; } .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8 .postTitle { color:#2C3E50; text-decoration: underline!important; font-size: 16px; } .u1a4be7af89958abe5274eb45126686f8:hover .postTitle { text-decoration: underline!important; } </style><div style="padding-left:1em; padding-right:1em;"><span class="ctaText">Читайте также</span>  <span class="postTitle">Широтно-импульсная модуляция (ШИМ,PWM)</span></div></a></div>
import com.jjoe64.graphview.GraphView;
import com.jjoe64.graphview.series.DataPoint;
import com.jjoe64.graphview.series.LineGraphSeries;

import java.io.IOException ;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.UUID ;
import java.lang.StringBuilder ;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

BluetoothAdapter bluetooth;
BluetoothDevice btDevice;
BluetoothSocket clientSocket;
private static String btDeviceAddress = "98:D3:32:70:AC:AA";
StringBuilder sb = new StringBuilder();

private ConnectedThread mConnectedThread;
Handler h;

TextView txtView ;
TextView txtView2;
ProgressBar progressBar;
LineGraphSeries <DataPoint> series;
int CurrentStep = 0;


private class ConnectedThread extends Thread
{
private BluetoothSocket mmSocket;
private InputStream mmInStream;
private OutputStream mmOutputStream;

public ConnectedThread (BluetoothSocket socket)
{
mmSocket = socket;
InputStream inStream = null;
OutputStream outStream = null;

try
{
inStream = socket.getInputStream();
outStream = socket.getOutputStream();
}
catch (IOException e)
{
Toast toast = Toast.makeText(getApplicationContext(), "Error reading stream:"+e.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT);
toast.show();
}
mmInStream = inStream;
mmOutputStream = outStream;
}

public void run()
{
byte [] buffer = new byte[255];
int bytes;

while(true)
{
try {
bytes = mmInStream.read(buffer);
h.obtainMessage(1,bytes,-1,buffer).sendToTarget();
}
catch (IOException e)
{
Toast toast = Toast.makeText(getApplicationContext(), "Error reading stream:"+e.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT);
toast.show();
}
}
}

public void cancel()
{
try
{
mmSocket.close();
}
catch (IOException e) {}
}

}

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);

txtView = (TextView) findViewById(R.id.textView);
txtView2 = (TextView) findViewById(R.id.textView2);
progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);

h=new Handler()
{
public void handleMessage(android.os.Message msg)
{
switch (msg.what) {
case 1:
byte[] buffer = (byte[]) msg.obj;
String strIncome = new String(buffer,0,msg.arg1);
sb.append(strIncome);
int EndOfLine = sb.indexOf("\n");
if(EndOfLine >0)
{
String res = sb.substring(0,EndOfLine);
sb.delete(0,sb.length());
int num = Integer.parseInt(res);
progressBar.setProgress(num);
String tmp = Integer.toString(num);
txtView2.setText("Current:"+tmp+"/4095");
}
break;
}
}
};

}

public void ShowMsg(String error) {
Toast toast = Toast.makeText(this, error, Toast.LENGTH_SHORT);
toast.show();
}

public void BtnConnect_clicked (View v)
{
bluetooth = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
if (bluetooth == null) {
ShowMsg("Bluetooth is empty!");
return;
}
if (bluetooth.isEnabled() == false) {
ShowMsg("Bluetooth is not enabled!");
return;
}
btDevice = bluetooth.getRemoteDevice(btDeviceAddress);
try {
UUID uuid = btDevice.getUuids()[0].getUuid();
clientSocket = btDevice.createRfcommSocketToServiceRecord(uuid);
} catch (IOException e) {
ShowMsg("Connection Error:"+e.getMessage());
return;
}

bluetooth.cancelDiscovery();

try {
clientSocket.connect();
} catch (IOException e) {
ShowMsg("Connection Error:" +e.getMessage());
return ;
}
txtView.setText("Connected to:"+ btDevice.getName());
mConnectedThread = new ConnectedThread(clientSocket);
mConnectedThread.start();
}
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

package damikk.bluetooth;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;

import android.bluetooth.* ;

import android.view.* ;

import android.widget.ProgressBar;

import android.widget.TextView;

import android.widget.Toast;

import android.os.Handler ;

import com.jjoe64.graphview.GraphView;

import com.jjoe64.graphview.series.DataPoint;

import com.jjoe64.graphview.series.LineGraphSeries;

import java.io.IOException ;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.util.UUID ;

import java.lang.StringBuilder ;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

BluetoothAdapter bluetooth;

BluetoothDevice btDevice;

BluetoothSocket clientSocket;

private static String btDeviceAddress = "98:D3:32:70:AC:AA";

StringBuilder sb = new StringBuilder();

private ConnectedThread mConnectedThread;

Handler h;

TextView txtView ;

TextView txtView2;

ProgressBar progressBar;

LineGraphSeries <DataPoint> series;

int CurrentStep = ;

private class ConnectedThread extends Thread

{

private BluetoothSocket mmSocket;

private InputStream mmInStream;

private OutputStream mmOutputStream;

public ConnectedThread (BluetoothSocket socket)

{

mmSocket = socket;

InputStream inStream = null;

OutputStream outStream = null;

try

{

inStream = socket.getInputStream();

outStream = socket.getOutputStream();

}

catch (IOException e)

{

Toast toast = Toast.makeText(getApplicationContext(), "Error reading stream:"+e.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT);

toast.show();

}

mmInStream = inStream;

mmOutputStream = outStream;

}

public void run()

{

byte [] buffer = new byte[255];

int bytes;

while(true)

{

try {

bytes = mmInStream.read(buffer);

h.obtainMessage(1,bytes,-1,buffer).sendToTarget();

}

catch (IOException e)

{

Toast toast = Toast.makeText(getApplicationContext(), "Error reading stream:"+e.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT);

toast.show();

}

public void cancel()

{

try

{

mmSocket.close();

}

catch (IOException e) {}

}

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

txtView = (TextView) findViewById(R.id.textView);

txtView2 = (TextView) findViewById(R.id.textView2);

progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progressBar);

h=new Handler()

{

public void handleMessage(android.os.Message msg)

{

switch (msg.what) {

case 1:

byte[] buffer = (byte[]) msg.obj;

String strIncome = new String(buffer,,msg.arg1);

sb.append(strIncome);

int EndOfLine = sb.indexOf("\n");

if(EndOfLine >)

{

String res = sb.substring(,EndOfLine);

sb.delete(,sb.length());

int num = Integer.parseInt(res);

progressBar.setProgress(num);

String tmp = Integer.toString(num);

txtView2.setText("Current:"+tmp+"/4095");

}

break;

}

};

}

public void ShowMsg(String error) {

Toast toast = Toast.makeText(this, error, Toast.LENGTH_SHORT);

toast.show();

}

public void BtnConnect_clicked (View v)

{

bluetooth = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

if (bluetooth == null) {

ShowMsg("Bluetooth is empty!");

return;

}

if (bluetooth.isEnabled() == false) {

ShowMsg("Bluetooth is not enabled!");

return;

}

btDevice = bluetooth.getRemoteDevice(btDeviceAddress);

try {

UUID uuid = btDevice.getUuids()[].getUuid();

clientSocket = btDevice.createRfcommSocketToServiceRecord(uuid);

} catch (IOException e) {

ShowMsg("Connection Error:"+e.getMessage());

return;

}

bluetooth.cancelDiscovery();

try {

clientSocket.connect();

} catch (IOException e) {

ShowMsg("Connection Error:" +e.getMessage());

return ;

}

txtView.setText("Connected to:"+ btDevice.getName());

mConnectedThread = new ConnectedThread(clientSocket);

mConnectedThread.start();

}

Полностью объяснять данный код считаю нецелесообразным, так как он достаточно сырой, и делался по принципу “лишь бы заработало уже”. Однако при небольшой доработке (которую я скорее всего произведу в ближайшее время) данное приложение подойдет для работы с Bluetooth устройствами на микроконтроллерах.

Пока лишь остановимся на моментах, вызвавших у меня затруднения.

Необходимо получить адрес нашего модуля. Сделать это помогает указанная выше программа Bluetooth Terminal. Достаточно найти модуль HC-05 в данной программе, а адрес будет написан рядом с названием модуля. Для тех, кто не в курсе, адрес выглядит примерно так:

98:D3:32:70:AC:AA

После того как Вы нашли данный адрес, не забудьте поменять соответствующую строку программы:

private static String btDeviceAddress = "ВАШ АДРЕС";

1	private static String btDeviceAddress = "ВАШ АДРЕС";

И ещё один момент.

Работать с Bluetooth в Android следует в отдельном потоке. Для этого служит класс ConnectedThread. А для отображения принятых данных, следует использовать класс Handler. Сначала это кажется слегка запутанным, однако потратив немного времени на изучение кода, Вы обязательно все поймете.

Внешний вид программы получился таким:

Отображение графика пока не реализовано.

По мере вращения ручки потенциометра R1 изменяется получаемое телефоном значение (0..4095) в соответствии с которым заполняется ProgressBar.

В процессе отладки устройство выглядело так:

В принципе задачу можно считать реализованной. Однако недоработок ещё куча, так как это был лишь мой первый опыт работы с ОС Android. Второй опыт смотрите здесь.

Надеюсь что Вам был интересен мой опыт. Напомню, что данная статья лишь описывает личный опыт автора, и не является уроком. Весь код представленный на данной странице не лишен ошибок, однако он вполне работоспособен.

STM32.Bluetooth и Android.

Добавить комментарий Отменить ответ

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ