蓝牙键盘单片机程序设计与医疗设备：无线连接，健康升级，打造智能医疗新时代

# 1. 蓝牙键盘单片机程序设计基础

蓝牙键盘单片机程序设计是利用单片机实现蓝牙键盘的功能，实现与计算机或其他设备的无线连接。本节将介绍蓝牙键盘单片机程序设计的相关基础知识，包括蓝牙通信协议、单片机蓝牙模块的选型和连接、键盘输入处理和数据传输等内容。

# 2. 蓝牙键盘单片机程序设计实践

### 2.1 蓝牙通信协议和硬件接口

#### 2.1.1 蓝牙协议栈和通信原理

蓝牙协议栈是一个分层的软件架构，它实现了蓝牙通信协议的各个方面。它通常包括以下层：

* **物理层 (PHY)**：负责无线电信号的传输和接收。
* **链路层 (L2CAP)**：负责建立和管理蓝牙连接。
* **适应协议层 (ATT)**：负责数据的传输和接收。
* **通用属性配置文件 (GATT)**：定义了蓝牙设备之间交换数据的标准方式。

蓝牙通信原理基于跳频扩频 (FHSS) 技术，该技术将数据分成小数据包并将其分散在多个频率上。这提高了抗干扰能力并延长了通信范围。

#### 2.1.2 单片机蓝牙模块的选型和连接

选择单片机蓝牙模块时，需要考虑以下因素：

* **接口类型**：常见的接口类型包括 UART、SPI 和 I2C。
* **协议支持**：确保模块支持所需的蓝牙协议，如 BLE 4.2 或 5.0。
* **功耗**：选择低功耗模块以延长电池寿命。
* **尺寸和成本**：考虑模块的尺寸和成本是否符合项目要求。

连接单片机和蓝牙模块通常涉及以下步骤：

1. 将模块的电源和地线连接到单片机。
2. 将模块的 UART、SPI 或 I2C 引脚连接到单片机的相应引脚。
3. 初始化蓝牙模块并配置所需的设置。

### 2.2 键盘输入处理和数据传输

#### 2.2.1 键盘扫描和按键识别

键盘扫描是一种定期读取键盘矩阵以检测按下的按键的技术。它通常涉及以下步骤：

1. 将单片机的 GPIO 引脚配置为输入/输出引脚。
2. 将键盘矩阵的行和列连接到这些引脚。
3. 循环遍历行和列，检测是否存在闭合电路。
4. 根据闭合电路的模式识别按下的按键。

#### 2.2.2 数据编码和传输协议

键盘输入数据通常使用 ASCII 码进行编码。ASCII 码是一个 7 位编码，它将每个字符分配一个唯一的数字。

数据传输协议定义了数据在蓝牙设备之间传输的方式。常见的协议包括：

* **串行端口配置文件 (SPP)**：使用 UART 接口进行数据传输。
* **通用串行总线 (USB)**：使用 USB 接口进行数据传输。
* **HID over GATT (HOGP)**：使用 GATT 接口传输键盘输入数据。

### 2.3 单片机程序设计实现

#### 2.3.1 程序流程和功能模块

蓝牙键盘单片机程序通常包含以下功能模块：

* **初始化模块**：初始化单片机、蓝牙模块和键盘扫描模块。
* **键盘扫描模块**：定期扫描键盘矩阵并识别按下的按键。
* **数据编码模块**：将按下的按键编码为 ASCII 码。
* **数据传输模块**：通过蓝牙接口将编码后的数据传输到接收设备。

#### 2.3.2 代码编写和调试

以下是一个简单的 C 代码示例，用于实现蓝牙键盘程序：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

// 蓝牙模块库
#include "bluetooth.h"

// 键盘扫描模块
#include "keyboard.h"

// 数据编码模块
#include "encoder.h"

// 数据传输模块
#include "transmitter.h"

// 主函数
int main() {
    // 初始化
    init_mcu();
    init_bluetooth();
    init_keyboard();

    // 主循环
    while (1) {
        // 扫描键盘
        uint8_t key = scan_keyboard();

        // 编码按