蓝牙键盘单片机程序设计与混合现实：无线连接，无缝切换，打造虚实融合新境界

# 1. 蓝牙键盘单片机程序设计概述

蓝牙键盘单片机程序设计是一种将蓝牙键盘与单片机相结合，实现键盘输入功能的技术。它广泛应用于各种电子设备，如智能手机、平板电脑和混合现实设备。

本指南将深入探讨蓝牙键盘单片机程序设计的原理、基础和实践。我们将从蓝牙协议栈和硬件接口的基本概念开始，然后深入研究单片机蓝牙键盘驱动开发。最后，我们将探讨蓝牙键盘在混合现实应用中的应用场景，并提供优化和增强程序设计的实用技巧。

# 2. 蓝牙键盘单片机程序设计基础

### 2.1 蓝牙协议栈和硬件接口

#### 蓝牙协议栈

蓝牙协议栈是一个分层结构，包括物理层、链路层、L2CAP、SDP、RFCOMM、HCI等协议层。其中：

- **物理层 (PHY)**：负责无线电信号的发送和接收，定义了调制解调方式、频率范围和发射功率。
- **链路层 (LMP)**：负责建立、维护和释放蓝牙连接，管理设备之间的寻呼和配对过程。
- **逻辑链路控制和适应协议 (L2CAP)**：在链路层之上，提供面向连接和无连接的数据传输服务。
- **服务发现协议 (SDP)**：允许设备发现和浏览其他设备提供的服务。
- **串行端口配置文件 (RFCOMM)**：在L2CAP之上，提供面向连接的串行数据传输服务，使蓝牙设备可以像使用传统串口一样进行通信。
- **主机控制器接口 (HCI)**：定义了主机和蓝牙控制器之间的通信接口，用于发送和接收HCI命令和事件。

#### 硬件接口

蓝牙单片机通常通过UART或SPI接口与蓝牙模块连接。

- **UART (通用异步收发器传输器)**：一种串行通信接口，用于发送和接收异步数据。
- **SPI (串行外设接口)**：一种高速同步串行通信接口，用于在主机和从设备之间传输数据。

### 2.2 单片机蓝牙键盘驱动开发

#### 蓝牙键盘驱动框架

单片机蓝牙键盘驱动通常包括以下组件：

- **HCI驱动**：负责与蓝牙模块进行HCI通信，发送和接收HCI命令和事件。
- **L2CAP驱动**：负责管理L2CAP连接，建立、维护和释放L2CAP通道。
- **RFCOMM驱动**：负责管理RFCOMM连接，提供面向连接的串行数据传输服务。
- **键盘输入处理**：负责接收和解析蓝牙键盘发送的输入数据，将其转换为单片机可以理解的格式。

#### 驱动开发流程

单片机蓝牙键盘驱动开发过程一般包括以下步骤：

1. **初始化硬件接口**：配置UART或SPI接口，以便与蓝牙模块通信。
2. **初始化HCI驱动**：初始化HCI驱动，并建立与蓝牙模块的HCI连接。
3. **注册L2CAP服务**：注册L2CAP服务，并监听RFCOMM连接请求。
4. **建立RFCOMM连接**：当收到RFCOMM连接请求时，建立RFCOMM连接，并初始化RFCOMM驱动。
5. **键盘输入处理**：接收和解析蓝牙键盘发送的输入数据，并将其转换为单片机可以理解的格式。

#### 代码示例

// 初始化UART接口
UART_Init(UART_BAUD_RATE_115200);

// 初始化HCI驱动
HCI_Init();

// 注册L2CAP服务
L2CAP_RegisterService(L2CAP_RFCOMM_CHANNEL_ID);

// RFCOMM连接回调函数
void RFCOMM_ConnectionCallback(uint8_t status)
{
    if (status == HCI_STATUS_SUCCESS)
    {
        // RFCOMM连接成功，初始化RFCOMM驱动
        RFCOMM_Init();
    }
}

// RFCOMM数据接收回调函数
void RFCOMM_DataReceiveCallback(uint8_t *data, uint16_t length)
{
    // 解析蓝牙键盘输入数据
    uint8_t key_code = data[0];
    // 根据key_code进行键盘输入处理
}

# 3. 混合现实应用中的蓝牙键盘单片机程序设计

### 3.1 混合现实概念和技术架构

**混合现实（MR）**是一种将真实世界和虚拟世界融合在一起的交互式体验。它通过将数字内容叠加到物理环境