第1步：電路

組件：

1 x Arduino Uno

3 x 220歐姆電阻器

1 x綠色LED

1 x黃色LED

1 x紅色LED

1 x TMP36溫度傳感器

1 x JY-MCU藍(lán)牙從模塊（請(qǐng)參閱介紹）

1 x面包板

電線

連接：

步驟1）：將Arduino的地線和5V連接到面包板。

步驟2）：將LED放在面包板上，并將其陰極接地。將它們的陽(yáng)極分別通過(guò)220歐姆電阻連接到數(shù)字引腳：黃色到引腳3，綠色到引腳4，紅色到引腳5。

步驟3）：將TMP36傳感器放在面包板上，將其引腳連接到5V，接地和A0 Arduino引腳。

步驟4）：將提供的電纜的一側(cè)連接到JY-MCU藍(lán)牙模塊，另一側(cè)連接到面包板；連接如下：

VCC 《-》 5V

GND 《-》 GND TXD 《-》引腳0（Rx）

RXD 《-》引腳1（Tx）

該草圖還將使用數(shù)字引腳13上的Arduino內(nèi)置LED。

由于TXD轉(zhuǎn)到Rx，而RXD轉(zhuǎn)到，藍(lán)牙模塊的連接可能會(huì)有些混亂。 Tx：這是一個(gè)解釋。發(fā)送和接收是針對(duì)每個(gè)設(shè)備的，因此，藍(lán)牙模塊的TXD引腳發(fā)出的傳輸必須由Arduino在Rx引腳0上接收；同樣，從Arduino Tx引腳1發(fā)出的傳輸也必須到達(dá)其RXD引腳上的JY-MCU藍(lán)牙模塊。

警告：藍(lán)牙模塊可能會(huì)干擾PC與Arduino的通信：對(duì)電路板進(jìn)行編程時(shí)，請(qǐng)斷開(kāi)VCC。 （在我的測(cè)試中，情況并非如此，但請(qǐng)確保它不會(huì)造成任何傷害）。

步驟2：Arduino代碼-簡(jiǎn)介

Arduino監(jiān)聽(tīng)命令以點(diǎn)亮某些LED或顯示其狀態(tài)。另外，定時(shí)器中斷使它可以通過(guò)TMP36傳感器檢查溫度：如果溫度大于閾值，則LED點(diǎn)亮；否則，指示燈熄滅。每n秒（其中n是通過(guò)應(yīng)用設(shè)置的參數(shù)）會(huì)向該應(yīng)用發(fā)送狀態(tài)報(bào)告。簡(jiǎn)單的命令結(jié)構(gòu)使應(yīng)用程序可以將參數(shù)和值發(fā)送到Arduino，反之亦然。

程序中定義的命令結(jié)構(gòu)為：

CMD RED | GREEN | YELLOW =開(kāi)|關(guān)

CMD TMAX | SECONDS =值

CMD SECONDS =值

CMD狀態(tài)

狀態(tài)消息結(jié)構(gòu)為：

狀態(tài)紅色|綠色|黃色| TMAX | SECONDS | TEMP | THIGH = value

Arduino將以完整狀態(tài)回答STATUS命令，而在中斷時(shí)它將報(bào)告較短的版本。

示例：

CMD RED = ON將紅色LED點(diǎn)亮

CMD GREEN = OFF將綠色LED熄滅

您可以通過(guò)在Arduino IDE的串行監(jiān)視器中發(fā)出命令并查看響應(yīng)來(lái)測(cè)試草圖：確保在底部的下拉選項(xiàng)中選擇“回車”。

您可以從附件中下載草圖代碼。下一步將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

步驟3：Arduino代碼-詳細(xì)信息

上一步中所述的命令和消息結(jié)構(gòu)

//串行參數(shù)：COM11 9600 8 N 1

// r或 n結(jié)束命令行

//藍(lán)牙處于針腳0和1，速度為9600

//命令結(jié)構(gòu)//CMD RED | GREEN | YELLOW = ON | OFF

//CMD TMAX | SECONDS = value

//CMD SECONDS = value

//CMD STATUS

//狀態(tài)消息結(jié)構(gòu)

//STATUS RED | GREEN | YELLOW | TMIN | TMAX | SECONDS | TEMP | THIGH = value

溫度控制所需變量的初始化

float maxTemp = 30.0;//當(dāng)溫度》 maxTemp

int maxTempSensor =（int）（（maxTemp/100 + .5）* 204.8）;

浮點(diǎn)溫度= 0.0;

以后可以更改maxTemp，但是程序需要使用默認(rèn)值開(kāi)始。 maxTempSensor是將maxTemp轉(zhuǎn)換為Arduino ADC轉(zhuǎn)換器提供的0-1023范圍；溫度比較將通過(guò)我們希望盡快執(zhí)行的中斷例程執(zhí)行：直接比較整數(shù)Pin輸出值而不是浮點(diǎn)溫度更為有效。我們?nèi)匀灰獔?bào)告溫度，程序會(huì)將其以相同的名稱存儲(chǔ)在變量中。

如果您不熟悉溫度轉(zhuǎn)換公式，可以在這里查看。

maxSeconds也可以使用命令進(jìn)行更改，但再次需要默認(rèn)值

int maxSeconds = 10;//每maxSeconds

Pin常量聲明發(fā)送狀態(tài)消息

const int ledPin = 13;//溫度指示燈

const int tempPin = A0;//T36溫度傳感器模擬輸入引腳

const int led1Pin = 3;//黃色

const int led2Pin = 4;//Green

const int led3Pin = 5;//紅色

中斷例程中使用并從其外部訪問(wèn)的變量

volatile int tempVal;

volatile int seconds = 0;

volatile boolean tempHigh = false;

volatile boolean statusReport = false;

Volatile是一個(gè)特殊的關(guān)鍵字，可防止編譯器執(zhí)行某些優(yōu)化：在中斷內(nèi)修改的所有變量例程，并且必須在例程之外進(jìn)行訪問(wèn)，必須將其聲明為volatile，以表明其值可以隨時(shí)更改，并確保在需要時(shí)從內(nèi)存中讀取最新的正確值。

命令字符串變量（稍后將對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明）

字符串inputString =“”;

String command =“”;

字符串值=“”;

布爾stringComplete = false;

setup（）函數(shù)

void setup（）{

//開(kāi)始串行連接

Serial.begin（9600）;

Serial.print（“ Max T：”）;

Serial.print（maxTemp）;

Serial.print（“ Sensor：”）;

Serial.println（maxTempSensor）;

inputString.reserve（50）;

command.reserve（50） ;

value.reserve（50）;

pinMode（ledPin，OUTPUT）;

digitalWrite（ledPin，LOW）;

pinMode（led1Pin，OUTPUT）;

pinMode（led2Pin，OUTPUT） ;

pinMode（led3Pin，OUTPUT）;

digitalWrite（led1Pin，LOW）;

digitalWrite（led2Pin，LOW）;

digitalWrite（led3Pin，LOW）;

字符串的reserve方法分配作為參數(shù)提供的字節(jié)數(shù)。

需要以下代碼來(lái)初始化計(jì)時(shí)器中斷并將其設(shè)置為每秒觸發(fā)一次，這是Arduino可以完成的最慢的時(shí)間。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)此處。

cli（）;//禁用全局中斷

//初始化Timer1以中斷@ 1000毫秒

TCCR1A = 0;//將整個(gè)TCCR1A寄存器設(shè)置為0

TCCR1B = 0;//與TCCR1B

相同//將比較匹配寄存器設(shè)置為所需的計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)：

OCR1A = 15624;//打開(kāi)CTC模式：

TCCR1B | =（1 《//為1024個(gè)預(yù)分頻器設(shè)置CS10和CS12位：

TCCR1B | =（1 《 TCCR1B | =（1 《//啟用計(jì)時(shí)器比較中斷：

TIMSK1 | =（1 《 sei（）;//啟用全局中斷

}

定時(shí)器中斷例程：我們無(wú)法更改其名稱，但內(nèi)容是完全可定制的。/p》

ISR（TIMER1_COMPA_vect）

{

tempVal = AnalogRead（tempPin）;

if（tempVal》 maxTempSensor）{

digitalWrite（ledPin，HIGH）;

tempHigh = true;

}

else {

digitalWrite（ledPin，LOW）;

tempHigh = false;

}

溫度值-或如上文所述，從傳感器讀取其0-1023整數(shù)表示形式，并將其與閾值進(jìn)行比較：當(dāng)上面的內(nèi)置LED點(diǎn)亮并且tempHigh設(shè)置為true時(shí)，否則關(guān)閉LED并 tempHigh設(shè)置為false。

如果（秒++》 = maxSeconds）{

statusReport = true;

秒= 0;

}

}

請(qǐng)記住，每秒觸發(fā)一次中斷，但是我們希望報(bào)告系統(tǒng)狀態(tài)的頻率降低：秒變量在每次迭代時(shí)遞增，直到達(dá)到s報(bào)告到期時(shí)的值；稍后將在主循環(huán)中通過(guò)檢查statusReport標(biāo)志來(lái)完成此操作。通常，永遠(yuǎn)不要執(zhí)行太慢的操作，例如從中斷例程中將數(shù)據(jù)寫入串行。

loop（）函數(shù)在接收到指令后便會(huì)解釋并執(zhí)行命令，然后如果計(jì)時(shí)器發(fā)出標(biāo)志，則會(huì)報(bào)告狀態(tài)打斷。為了從串行緩沖區(qū)讀取字符串，loop（）依賴于將在最后定義的serialEvent（）函數(shù)：該例程在每次loop（）運(yùn)行之間運(yùn)行。它沒(méi)有得到廣泛的記錄，并且可能不適用于所有的Arduino模型。無(wú)論如何，將其內(nèi)容嵌套在主循環(huán)中并不難（請(qǐng)參見(jiàn)本步驟的結(jié)尾）。

void loop（）{

int intValue = 0;

if（stringComplete）{ boolean stringOK = false;

if（inputString.startsWith（“ CMD”））{

inputString = inputString.substring（4）;

首先，我們檢查接收到的字符串是否以“ CMD”開(kāi)頭：如果是這樣，我們可以丟棄前四個(gè)字符，否則稍后會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

int pos = inputString.indexOf（‘=’）;

if（pos》 -1）{

command = inputString.substring（0，pos）;

value = inputString。 substring（pos + 1，inputString.length（）-1）;//提取最多 n個(gè)被排除的命令

有兩種類型的命令：設(shè)置值的命令，在其中找到分隔空格的“ =”值對(duì)，以及該命令是單個(gè)指令（STATUS）。如果pos處出現(xiàn)“ =”，則字符串將分為命令（左部分）和值（右部分），并將“ =”插入中間，并在行尾添加末尾字符。

如果（command.equals（“ RED”））{//RED = ON | OFF

value.equals（“ ON”）？ digitalWrite（led3Pin，HIGH）：digitalWrite（led3Pin，LOW）;

stringOK = true;

}

否則if（command.equals（“ GREEN”））{//GREEN = ON | OFF

value.equals（“ ON”）嗎？ digitalWrite（led2Pin，HIGH）：digitalWrite（led2Pin，LOW）;

stringOK = true;

}

否則if（command.equals（“ YELLOW”））{//YELLOW = ON | OFF

value.equals（“ ON”）嗎？ digitalWrite（led1Pin，HIGH）：digitalWrite（led1Pin，LOW）;

stringOK = true;

}

我們檢查并執(zhí)行LED命令；請(qǐng)注意，代碼僅檢查值ON：如果您寫入GREEN = ASD，它將被解釋為GREEN = OFF。它不是完美的，但是它使事情變得簡(jiǎn)單得多。每次識(shí)別并執(zhí)行命令時(shí)都會(huì)設(shè)置stringOK = true，以便以后標(biāo)記錯(cuò)誤的命令。

否則，如果（command.equals（“ TMAX”））{//TMAX =值

intValue = value.toInt（）;

如果（intValue》 0）{

maxTemp = （float）intValue;

maxTempSensor =（int）（（maxTemp/100 + .5）* 204.8）;

stringOK = true;

}

}

否則，如果（command.equals（“ SECONDS”））{//SECONDS = value

intValue = value.toInt（）;

如果（intValue》 0）{

maxSeconds = intValue;

stringOK = true;

}

}

當(dāng)值應(yīng)為數(shù)字時(shí)，我們需要將其轉(zhuǎn)換并測(cè)試它確實(shí)是一個(gè)數(shù)字。對(duì)于MaxTemp，我們還按照變量定義部分中的說(shuō)明計(jì)算傳感器值

}//pos》 -1

else if（inputString.startsWith（“ STATUS”））{

Serial.print（“ STATUS RED =”）;

Serial.println（digitalRead（led3Pin ））;

Serial.print（“ STATUS GREEN =”）;

Serial.println（digitalRead（led2Pin））;

Serial.print（“ STATUS YELLOW =”）;

Serial.println（digitalRead（led1Pin））;

Serial.print（“ STATUS TMAX =“）;

Serial.println（maxTemp）;

Serial.print（” STATUS SECONDS =“）;

Serial.println（maxSeconds）;

Serial.print（“ STATUS TEMP =”）;

Serial.println（temperature）;

Serial.print（“ STATUS THIGH =”）;

Serial.println（tempHigh）;

stringOK = true ;

}//inputString.starts With（“ STATUS”）

如果命令是STATUS，則程序僅將所有信息輸出到串行。

}//inputString.startsWith （“ CMD”）

stringOK嗎？ Serial.println（“ Command Executed”）：Serial.println（“ Invalid Command”）;

指示是否已收到有效或無(wú)效命令。

//清除字符串以進(jìn)行下一次迭代

inputString =“”;

stringComplete = false;

}//stringComplete

下一次命令迭代的變量?jī)?nèi)務(wù)處理。

if（statusReport）{

temperature =（tempVal * 0.0048828125-.5）* 100;

Serial.print（“ STATUS TEMP =”）;

Serial.println（temperature）;

Serial.print（“ STATUS THIGH =”）;

Serial.println（tempHigh）;

statusReport = false;

}

}

如果中斷例程已引發(fā)statusReport標(biāo)志，則將打印一些信息請(qǐng)注意，此時(shí)要計(jì)算當(dāng)前溫度值：因此，如果在statusReport時(shí)間間隔之間發(fā)出STATUS命令，則會(huì)得到舊的溫度值。

如前所述，只要新數(shù)據(jù)進(jìn)入硬件串行RX，就會(huì)發(fā)生serialEvent（）。該例程在每次loop（）運(yùn)行之間運(yùn)行，因此在循環(huán)內(nèi)部使用delay可以延遲響應(yīng)。可能有多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

無(wú)效的serialEvent（）{

而（Serial.available（））{

//獲得新的字節(jié)：

char inChar =（char）Serial.read（）;

//將其添加到inputString：

inputString + = inChar;

//如果傳入字符是換行符或回車符，則設(shè)置標(biāo)志

//，因此主循環(huán)可以對(duì)此做一些事情：

if（inChar ==‘ n’|| inChar ==‘ r’）{

stringComplete = true;

}

}

}

從串行讀取每個(gè)字節(jié)并將其添加到輸入字符串，直到遇到“ n”或“ r”表示字符串結(jié)尾：在這種情況下，設(shè)置由loop（）檢查的stringComplete標(biāo)志。同時(shí)使用回車符 r和換行符 n確保代碼能夠從各種輸入（包括Arduino IDE串行監(jiān)視器以外的其他串行終端）檢測(cè)字符串結(jié)尾。

關(guān)于藍(lán)牙和串行的注意事項(xiàng)

在許多示例中，包括JY-MCU賣方的示例，您可以找到連接在不同Arduino數(shù)字引腳（例如10和11）上的藍(lán)牙模塊，以及通過(guò)SoftwareSerial庫(kù)訪問(wèn)。根據(jù)我的測(cè)試結(jié)果，當(dāng)該模塊僅用于發(fā)送信息時(shí)，SoftwareSerial可以完美運(yùn)行，但是在接收命令時(shí)Arduino Uno不夠快。我沒(méi)有嘗試降低SoftwareSerial連接的速度（在示例中通常設(shè)置為2400bps），因?yàn)镸IT AppInventor應(yīng)用似乎不支持藍(lán)牙連接速度設(shè)置。

使用SoftwareSerial，serialEvent（）不會(huì)工作：需要重命名它（例如mySerialEvent（））并在loop（）的開(kāi)頭顯式調(diào)用它。

步驟4：App Inventor代碼-簡(jiǎn)介

在使用Android應(yīng)用之前，您需要將Bluetooth模塊與智能手機(jī)配對(duì)。

給Arduino開(kāi)發(fā)板通電，打開(kāi)在Android手機(jī)上的藍(lán)牙上并搜索附近的藍(lán)牙設(shè)備：JY-MCU模塊將顯示為HC-06，配對(duì)密碼為1234。

藍(lán)牙Arduino連接的關(guān)鍵組件應(yīng)用程序是藍(lán)牙客戶端，而Arduino板將充當(dāng)服務(wù)器：這意味著應(yīng)用程序?qū)⑹冀K啟動(dòng)連接。給Arduino開(kāi)發(fā)板供電時(shí)，藍(lán)牙模塊紅色LED開(kāi)始閃爍；按下應(yīng)用程序的“連接到設(shè)備”按鈕，然后從列表中選擇模塊：紅色LED指示燈將變?yōu)榉€(wěn)定，連接狀態(tài)將變?yōu)椤耙堰B接”。

同樣，這與藍(lán)牙無(wú)關(guān)Master/Slave，但仍可能令人困惑：您的Bluetooth模塊需要為Slave，但它（或Arduino草圖）在客戶端中將充當(dāng)Server-與Android應(yīng)用程序進(jìn)行服務(wù)器通信。

您可以直接從Android Play商店安裝Bluetooth Arduino Connection App，或者您可以通過(guò)下載附件將完整的應(yīng)用程序代碼導(dǎo)入到MIT App Inventor項(xiàng)目中。

藍(lán)牙Arduino連接應(yīng)用程序是使用MIT App Inventor 2開(kāi)發(fā)的；以下步驟將提供詳細(xì)說(shuō)明。

步驟5：App Inventor代碼-詳細(xì)信息

Arduino藍(lán)牙連接應(yīng)用程序的關(guān)鍵組件是：

用于藍(lán)牙配對(duì)設(shè)備的ListPicker（ListPicker1）

3個(gè)按鈕，每個(gè)按鈕控制相應(yīng)的配色板LED（RedLedBtn，GreenLedBtn，YellowLedBtn）

發(fā)送狀態(tài)命令（GetStatusBtn）的按鈕

帶有關(guān)聯(lián)按鈕的按鈕文本框以設(shè)置狀態(tài)報(bào)告間隔（SecondsBtn和SecondsTxBx）

巨大的多行狀態(tài)標(biāo)簽，顯示從Arduino板（狀態(tài)）接收的信息

上一步（BluetoothClient1）

一個(gè)時(shí)鐘組件，該時(shí)鐘組件在客戶端連接時(shí)每秒觸發(fā)一次中斷（Clock1）

以下是基于以下內(nèi)容的應(yīng)用代碼說(shuō)明：上面的圖片。

圖1

Variabl當(dāng)打開(kāi)應(yīng)用程序屏幕時(shí)，將設(shè)置并初始化LED的狀態(tài)和間隔。

圖2

連接ListPicker對(duì)象ListPicker1使用兩種方法：

已準(zhǔn)備好可用（配對(duì)）的藍(lán)牙設(shè)備的列表，并顯示給用戶

當(dāng)用戶選擇設(shè)備時(shí)，將調(diào)用Bluetooth Client對(duì)象的Connect方法為了開(kāi)始連接：如果成功，它將顯示在適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽中，并激活Clock中斷，以便可以接收來(lái)自設(shè)備的消息。

圖3

在這里，我們演示如何向Arduino板發(fā)送命令。

按下GetStatusBtn時(shí)，將調(diào)用Bluetooth Client對(duì)象的SendText方法并執(zhí)行文本命令發(fā)出：注意，在“ CMD STATUS”字符串的末尾添加了“ n”，以便Arduino草圖中的serialEvent（）函數(shù)能夠知道消息何時(shí)結(jié)束。

代碼打開(kāi)或關(guān)閉LED稍微復(fù)雜一點(diǎn)：

我們使用相應(yīng)的變量來(lái)跟蹤其當(dāng)前狀態(tài)：如果打開(kāi)，我們想將其關(guān)閉，反之亦然；因此，首先，我們將變量更改為布爾值

，然后使用新?tīng)顟B(tài)更新按鈕標(biāo)簽

最后，調(diào)用BluetoothClient1.SendText來(lái)傳輸命令。

其他命令的代碼非常相似，因此未顯示。

圖4

每次Clock1計(jì)時(shí)器觸發(fā)，該例程被執(zhí)行：它等效于Arduino的serialEvent（）;。如果BluetoothClient1接收到字節(jié)，則將它們復(fù)制到狀態(tài)標(biāo)簽中。請(qǐng)注意，Bluetooth客戶端對(duì)象具有一種返回所接收消息長(zhǎng)度的方法。

步驟6：結(jié)論

在此指導(dǎo)中，我演示了一個(gè)通過(guò)藍(lán)牙連接Arduino開(kāi)發(fā)板和Android智能手機(jī)的有用方法。通信是雙向的，因此開(kāi)發(fā)板不僅向應(yīng)用程序報(bào)告其狀態(tài)，而且還從應(yīng)用程序接收命令。

此外，一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)展程序允許將Arduino的命令發(fā)送給應(yīng)用程序。電話：例如：按下板上的按鈕即可拍照或發(fā)送短信。

Arduino草圖可以作為遠(yuǎn)程命令處理的基礎(chǔ)，它使用中斷來(lái)執(zhí)行一些操作-檢查溫度并打開(kāi)LED警報(bào)-并發(fā)送狀態(tài)心跳信號(hào)：該技術(shù)不僅可以通過(guò)藍(lán)牙通信應(yīng)用，還可以通過(guò)以太網(wǎng)等其他方式應(yīng)用。

MIT App Inventor應(yīng)用程序使用中斷同樣：它等效于Arduino的loop（）+ serialEvent（）函數(shù)的重復(fù)，并且類似地用于接收消息。