tags: [source-summary] type: source source: "尚硅谷嵌入式技术之STM32单片机（高级篇）V2.0.1 — BLE章节 + 配套代码12" author: "尚硅谷研究院" date: 2026-07-15

created: 2026-07-15

BLE低功耗蓝牙

用生活理解：BLE 就像一台"静音待机"的对讲机——平时完全关闭喇叭省电（休眠），每隔几秒悄悄喊一声"我在这呢"（广播）。当有人听到广播后说"跟我连个线吧"（连接请求），通信就建立起来了。连上之后也不是一直说，而是每隔 30ms 说一句（连接间隔），不说话时极低功耗。

BLE vs 经典蓝牙

特性	经典蓝牙 (BR/EDR)	BLE (Bluetooth Low Energy)
功耗	~1W（持续发送）	~0.01W（广播时 5~10mA，休眠时 μA 级）
峰值速率	1~3 Mbps	125Kbps~2Mbps
连接延迟	~100ms	~3ms
数据包	长包（可达 339 字节）	短包（最大 251 字节 ATT MTU）
信道	79 个 1MHz 信道	40 个 2MHz 信道（3 个广播 + 37 个数据）
语音	支持（SCO 链路）	不支持（需通过协议栈上层实现）
主要应用	音频流、文件传输	IoT、传感器、可穿戴设备

BLE 和经典蓝牙工作在相同 2.4GHz ISM 频段，但调制方式和信道划分不同，互不兼容。

BLE 协议栈架构

Application（应用层）
    ↓
GAP (Generic Access Profile) — 广播、扫描、连接、角色
GATT (Generic Attribute Profile) — 数据读写、服务/特征值结构
    ↓
ATT (Attribute Protocol) — 属性读/写/通知/指示
L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) — 数据分包/重组
    ↓
HCI (Host Controller Interface) — 主机与控制器通信接口
    ↓
Link Layer (链路层) — 广播/数据信道管理、加密
Physical Layer (物理层) — 2.4GHz GFSK 调制

GAP 角色模型

GAP 角色	行为	典型设备
Broadcaster	只发广播（不能连）	信标（Beacon）
Observer	只扫描广播（不连）	扫描仪
Peripheral	广播 + 接受连接	传感器节点
Central	扫描 + 发起连接	手机、网关

典型连接流程：

Peripheral 广播 → Central 扫描到 → Central 发起连接请求
→ 连接建立 → 双方按连接间隔周期性交互数据 → 一方断开

GATT 数据架构

BLE 的数据按以下层级组织：

Service (服务)         如 "心率服务" UUID: 0x180D
├── Characteristic     如 "心率测量" UUID: 0x2A37
│   ├── Properties       read / write / notify / indicate
│   ├── Value            实际数据（心率值）
│   └── Descriptor       配置描述（如 CCCD 使能 notify）
└── Characteristic
    ├── ...

UUID（唯一标识符）：

16 位标准 UUID：由 Bluetooth SIG 定义（0x180D = 心率服务）
128 位自定义 UUID：用户自定义服务/特征

GATT 角色：

GATT Server：提供数据（如传感器）
GATT Client：读写数据（如手机 App）

实验：STM32 + BLE 模块通信

STM32 通过串口连接 BLE 透传模块（支持 AT 指令），实现 BLE 数据收发。

项目路径：stm32/12_ble_server_hal

软件设计

// BLE 模块初始化（Peripheral 模式 + 广播）
void BLE_Init(void)
{
    // 1. 设置为 Peripheral（从机）模式
    AT_SendCmd("AT+BLEINIT=2\r\n", "OK", 2000);
    // AT+BLEINIT: 0=关闭BLE, 1=Central, 2=Peripheral

    // 2. 设置设备名称（广播时显示）
    AT_SendCmd("AT+BLENAME=\"STM32_BLE_Device\"\r\n", "OK", 1000);

    // 3. 设置广播间隔（单位 0.625ms，默认 100 = 62.5ms）
    AT_SendCmd("AT+BADVINT=100\r\n", "OK", 1000);
    // 值越小 → 被发现越快 → 功耗越高

    // 4. 设置广播数据（自定义数据）
    AT_SendCmd("AT+BLEADVDATA=\"020106\"\r\n", "OK", 1000);
    // 02=长度, 01=标志类型, 06=LE General Discoverable + BR/EDR Not Support

    // 5. 启动广播
    AT_SendCmd("AT+BLEADVSTART\r\n", "OK", 2000);
    printf("BLE 广播中...\r\n");
}

// 发送数据（通过 GATT 通知）
void BLE_SendData(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    char cmd[64];
    // 格式: AT+BLESEND=conn_id,len\r\n
    // 之后发送 len 字节的数据
    sprintf(cmd, "AT+BLESEND=0,%d\r\n", len);
    AT_SendCmd(cmd, ">", 3000);

    // 发送实际数据
    HAL_UART_Transmit(&huart2, data, len, 1000);
}

// BLE 数据接收（串口主动上报）
// 当手机发送数据给 STM32 时，BLE 模块通过串口上报：
// +BLEDATA: conn_id,len,data
void BLE_ProcessRxData(uint8_t *buffer, uint16_t len)
{
    if (strstr((char *)buffer, "+BLEDATA:"))
    {
        // 解析数据并处理
        char *data_ptr = strstr((char *)buffer, ",");
        if (data_ptr)
        {
            data_ptr = strstr(data_ptr + 1, ",");
            if (data_ptr)
            {
                data_ptr++;  // 跳过逗号，指向实际数据
                printf("Received BLE: %s\r\n", data_ptr);
            }
        }
    }
}

核心速查表

BLE 操作	AT 指令	说明
初始化（Peripheral）	`AT+BLEINIT=2`	2=从机模式
初始化（Central）	`AT+BLEINIT=1`	1=主机模式
设置名称	`AT+BLENAME="name"`	最长 29 字节
设置广播间隔	`AT+BADVINT=N`	N×0.625ms，默认 100 (62.5ms)
设置广播数据	`AT+BLEADVDATA="hex"`	16 进制字符串
开始广播	`AT+BLEADVSTART`	Peripheral 模式
停止广播	`AT+BLEADVSTOP`	—
发送数据	`AT+BLESEND=conn,len` → 数据	—
查询连接状态	`AT+BLECONN?`	返回当前连接
断开连接	`AT+BLEDISCONN=n`	n=连接 ID
扫描设备	`AT+BLESCAN=0`	0=被动扫描

常见问题与避坑

手机扫描不到设备 → 检查广播是否启动、名称是否设置、广播功率是否太低
连接后数据发不出去 → 确保 GATT Server 已启动、通知/写属性已配置、MTU 大小（默认 23 字节）
功耗高 → 广播间隔增大（100ms+）、连接间隔增大（30ms+）、不用时停止广播
断开连接后需要显式重连 → BLE 不会自动重连，Peripheral 需重新调用 AT+BLEADVSTART
连接间隔与功耗的关系：间隔越短→延迟越低→功耗越高；传感器场景推荐 30~50ms

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