ÍNDICE DE CONTEÚDO
- STM32F0DISCOVERY + LCD
- STM32F0Discovery + LCD + Bluetooth
Objetivo
O objetivo deste artigo é realizar uma comunicação wireless entre um setup controlado por uma STM32F0Discovery e um PC, o primeiro composto por um módulo Bluetooth HC-05 e o último por um HC-06.
Pré-requisitos
Para acompanhar este projeto, serão necessários:
- Conhecer o STM32CubeMX e o uVision 5;
- Entendimento de estrutura de dados e ponteiro de função em linguagem C.
Materiais
Materiais necessários:
- Um módulo Bluetooth HC-05 e um HC-06;
- O setup realizado no artigo anterior: STM32F0Discovery + LCD;
- Um conversor UART/USB;
- Cabos com conectores tipo fêmea.
Configurações de hardware
Como premissa, aproveitaremos o projeto do STM32CubeMX do artigo anterior para esta aplicação, assim abra o projeto citado e realize as seguintes configurações:
- No periférico USART2, modifique o estado de Mode para Asynchronous. Feito isto, verá que os pinos PA2 (USART2_TX) e PA3 (USAT2_RX) ficarão em “verde escuro” (visualizando a figura do microcontrolador);
- Assim, gere os arquivos necessários para o uVision 5.
Conexões dos hardwares
Antes de mais nada, o PC nesta aplicação funcionará como um slave device, ou seja, receberá mensagens (strings) da Discovery, assim o hardware para o device será:
O esquema de conexão da Discovery é visto a seguir:
Código
Com o mesmo projeto (.uvprojx) do uVision 5 do artigo anterior, abra e realize a escrita do código a seguir:
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/* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "stm32f0xx_hal.h" /* USER CODE BEGIN Includes */ #include "LCD.h" #include "string.h" #include "stdio.h" /* USER CODE END Includes */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ UART_HandleTypeDef huart2; /* USER CODE BEGIN PV */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ #define NUM_FUNC_BT (unsigned char)4 #define INIT_CPLT_BT (unsigned char)7 #define RX_BUFFER_SIZE (unsigned char)10 #define _2s (unsigned int)2000 #define _4s (unsigned int)4000 enum { SendAt = 0, SetConfOrgl , SetUART , SetName , SetPswd , SetRole , SetCmode , InitBluetooth }; enum { SendCmdBt = 0, WaitCpltBt, NextBt , FinishBt }; uint8_t CmdAt1[] = {"AT\r\n"}; uint8_t CmdAt2[] = {"AT+ORGL\r\n"}; uint8_t CmdAt3[] = {"AT+UART=38400,0,0\r\n"}; uint8_t CmdAt4[] = {"AT+NAME=BTMASTER\r\n"}; uint8_t CmdAt5[] = {"AT+PSWD=1234\r\n"}; uint8_t CmdAt6[] = {"AT+ROLE=1\r\n"}; uint8_t CmdAt7[] = {"AT+CMODE=1\r\n"}; uint8_t CmdAt8[] = {"AT+INIT\r\n"}; typedef void(*pFunc)(void); pFunc pInitBt; typedef struct { uint8_t *pData[8]; uint8_t LengData[8]; uint8_t State; uint8_t Index; uint32_t TimeOut; pFunc pFuncBt[NUM_FUNC_BT]; }BT_TypeDef; BT_TypeDef BtData; uint8_t RxBuffer[RX_BUFFER_SIZE] = {0}; /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_USART2_UART_Init(void); /* USER CODE BEGIN PFP */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void vSendCmdBt (void); void vWaitCpltBt (void); void vFinishBt (void); void vNextCommandBt (void); void vInitBlueTooth (BT_TypeDef* Bt); /* USER CODE END PFP */ /* USER CODE BEGIN 0 */ void vSendCmdBt(void) { HAL_UART_Transmit(&huart2, BtData.pData[BtData.Index], BtData.LengData[BtData.Index], 10); /* If the all command were sent and returning "OK", then FINISH the Bluetooth init.. */ if(BtData.Index >= INIT_CPLT_BT) { BtData.State = FinishBt; pInitBt = BtData.pFuncBt[BtData.State]; } else { /* Keep sendig AT commands */ BtData.State = WaitCpltBt; pInitBt = BtData.pFuncBt[BtData.State]; } } void vWaitCpltBt(void) { BtData.TimeOut = HAL_GetTick(); HAL_UART_Receive(&huart2, RxBuffer, RX_BUFFER_SIZE, 10); /* The return command is "OK", indicating that sent command was right */ if(RxBuffer[0] == 'O' && RxBuffer[1] == 'K') { BtData.TimeOut = 0; BtData.State = NextBt; pInitBt = BtData.pFuncBt[BtData.State]; } else { /* Timeout procedure */ if(BtData.TimeOut >= _4s) { LCD_Clear(); LCD_GoTo(0,1); LCD_SendText("BlueTooth Fail!"); LCD_GoTo(0,2); LCD_SendText("Reset the board!"); for(;;){} } /* Send another command to try stablish the comunication */ else if(BtData.TimeOut >= _2s) { BtData.State = SendCmdBt; pInitBt = BtData.pFuncBt[BtData.State]; } } } void vFinishBt(void) { return; /* Back to main */ } void vNextCommandBt(void) { uint8_t i; BtData.Index++; /* Clean the Buffer */ for(i = 0; i < sizeof(RxBuffer) / sizeof(uint8_t); i++) { RxBuffer[i] = 0; } BtData.State = SendCmdBt; pInitBt = BtData.pFuncBt[BtData.State]; } void vInitBlueTooth(BT_TypeDef* Bt) { if(Bt != NULL) { /* Load the pointer vector with the AT comand adresses */ Bt->pData[SendAt] = CmdAt1; Bt->pData[SetConfOrgl] = CmdAt2; Bt->pData[SetUART] = CmdAt3; Bt->pData[SetName] = CmdAt4; Bt->pData[SetPswd] = CmdAt5; Bt->pData[SetRole] = CmdAt6; Bt->pData[SetCmode] = CmdAt7; Bt->pData[InitBluetooth] = CmdAt8; /* inform the size of the contents pointed */ Bt->LengData[SendAt] = (sizeof(CmdAt1)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[SetConfOrgl] = (sizeof(CmdAt2)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[SetUART] = (sizeof(CmdAt3)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[SetName] = (sizeof(CmdAt4)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[SetPswd] = (sizeof(CmdAt5)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[SetRole] = (sizeof(CmdAt6)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[SetCmode] = (sizeof(CmdAt7)/sizeof(uint8_t)) - 1; Bt->LengData[InitBluetooth] = (sizeof(CmdAt8)/sizeof(uint8_t)) - 1; /* Load the function pointer vector */ Bt->pFuncBt[SendCmdBt] = vSendCmdBt; Bt->pFuncBt[WaitCpltBt] = vWaitCpltBt; Bt->pFuncBt[NextBt ] = vNextCommandBt; Bt->pFuncBt[FinishBt] = vFinishBt; /* Load the first routine to run and set the state */ Bt->Index = 0; Bt->TimeOut = 0; Bt->State = SendCmdBt; pInitBt = Bt->pFuncBt[Bt->State]; for(;;) { /* Function pointer of application */ (*pInitBt)(); if(pInitBt == vFinishBt) { break; } } } else { return; } } /* USER CODE END 0 */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ uint8_t msg[] = {"EMBARCADOS!\r\n"}; /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_USART2_UART_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ LCD_Init(); LCD_Clear(); LCD_GoTo(2,0); LCD_SendText("STM32f0DISCO"); LCD_GoTo(8,1); LCD_SendText("+"); LCD_GoTo(3,2); LCD_SendText("Bluetooth"); LCD_GoTo(0,3); LCD_SendText("Msg: EMBARCADOS!"); vInitBlueTooth(&BtData); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while(1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ HAL_GPIO_TogglePin(LD3_GPIO_Port, LD3_Pin); HAL_GPIO_TogglePin(LD4_GPIO_Port, LD4_Pin); HAL_UART_Transmit(&huart2, msg, (sizeof(msg) / sizeof(uint8_t) - 1), 10); HAL_Delay(500); } /* USER CODE END 3 */ } |
Como podemos ver, foi criada uma estrutura de dados com as variáveis relacionadas ao módulo Bluetooth, bem como um vetor de ponteiro que conterá os endereços dos comandos AT a serem enviados e também um vetor de ponteiro de função, o qual conterá os endereços das funções que farão a inicialização do dito hardware. Além disso, esta estrutura foi instanciada com BtData.
Na função vInitBlueTooth(BT_TypeDef* Bt) é feita a inicialização da estrutra (carrega as variáveis, vetores de ponteiro e função com os respectivos endereços) e também do módulo por meio de uma máquina de estados finitos (FSM). Dentro desta máquina, é enviado cada comando AT (vide os vetores CmdAt1 até CmdAt8), levando em consideração que para cada comando enviado deve-se receber um OK, confirmado que a configuração foi realizada com sucesso. Além disso, foi implementado um Timeout em que: se houver algum erro no envio de algum comando, o algoritmo envia novamente o comando em questão, porém se houver um segundo erro, haverá o timeout (indicando no display a falha).
A variável BtData.State funcionará como indexador do vetor de ponteiro de função, como também o indicador do estado da máquina para ajudar no processo de depuração.
A interação do módulo com a Discovery é feita serialmente utilizando as funções: HAL_UART_Receive() e HAL_UART_Transmit(), ambas possuem timeout de 10ms.
Finalizando todo o setup com a Discovery, escrita do código, compilada a aplicação sem erros e gravado o microcontrolador do kit, falta agora realizar a configuração do device (conexão realizada conforme esquema e conversor UART/USB conectado ao PC). A configuração deste pode ser realizada conforme o artigo do Wenderson Oliveira: Comunicação entre módulos Bluetooth HC-05 e HC-06, claro, considerando o HC-06, os mesmos parâmetros e, se preferir, o mesmo terminal que ele utilizou, ou seja, o RealTerm.
Realizada a configuração do device, o LED deste ficará piscando, indicando falta emparelhamento com outro dispositivo ou o mestre, assim como o LED do HC-05. Além disso, no display será vista a mensagem: “Bluetooh Fail! Reset the board!”. Não se preocupe, pois para iniciar corretamente e realizar o emparelhamento correto, deve-se segurar a tact switch deste módulo e pressionar o Reset da Discovery e depois soltando a tact switch. Logo, o emparelhamento será indicado pelo piscar dos dois LEDs (1Hz) do kit (vide main), a mensagem: “STM32F0DISCO + Bluetooth – Msg: EMBARCADOS!”, o LED do device aceso e o do HC-05 piscando a 2Hz com intervalos longos.
No terminal do PC, pode ser vista a seguinte imagem:
Funcionamento
O funcionamento da aplicação pode ser visto no vídeo a seguir:
