前言在上一篇文章中，我们已经完成了一个功能完整的直流电机 PID 驱动系统，实现了速度闭环控制、位置闭环控制和串口通信功能。然而，在很多实际应用场景中，有线串口通信存在很大的局限性：设备需要物理连接、布线复杂、无法实现远程控制等。为了解决这些问题，本文将在上一篇文章的基础上，增加 HC-05 蓝牙通信接口，实现电机的无线远程控制。通过蓝牙功能，我们可以使用手机或电脑随时随地控制电机的转速、位置和 PID 参数，同时实时接收电机的运行状态信息。本文所有设计文件、代码和仿真工程均已更新，读者可以直接在原有系统上进行升级，无需重新设计整个电路。一、系统整体方案升级1.1 新增功能需求支持蓝牙 2.0 无线通信，通信距离≥10 米支持通过手机 APP 设置目标速度 / 位置和 PID 参数支持通过蓝牙实时反馈电机转速、位置、电流和运行状态支持蓝牙连接状态指示保持原有串口通信功能，实现双通信接口备份1.2 升级后的系统架构在原有 "主控 MCU + 电机驱动芯片 + 编码器反馈" 架构的基础上，增加 HC-05 蓝牙模块：二、硬件设计升级：蓝牙模块与电路原理2.1 蓝牙模块选型经过综合对比，本文选用HC-05 主从一体蓝牙串口模块，这是目前市场上应用最广泛、资料最丰富的蓝牙模块之一。元器件名称型号规格参数选型理由参考价格 (2026 年)蓝牙模块HC-05蓝牙 2.0+EDR，主从一体，默认波特率 9600，工作电压 3.3V-5V资料丰富，性价比高，易于使用，支持 AT 指令配置6.8 元 / 个状态指示 LED0805 红色 LED正向电压 2.0V，电流 20mA用于指示蓝牙连接状态0.05 元 / 个限流电阻0805 220Ω精度 ±5%用于 LED 限流0.03 元 / 个磁珠0603 100Ω@100MHz阻抗 100Ω用于电源隔离，减少电磁干扰0.08 元 / 个HC-05 模块核心参数：芯片方案：CSR BC417143通信距离：空旷环境下≥10 米工作电流：配对中 30-40mA，待机 1-8mA，通信中 5-20mA工作温度：-25℃~75℃支持波特率：4800、9600 (默认)、19200、38400、57600、115200 等验证来源：广州汇承 HC-05 官方数据手册2.2 蓝牙电路原理图设计2.2.1 电源电路HC-05 模块对电源纹波比较敏感，需要单独进行电源滤波和隔离：3.3V 电源通过 100Ω 磁珠连接到 HC-05 的 VCC 引脚VCC 引脚并联 100nF 陶瓷电容和 10uF 电解电容进行滤波确保电源纹波 50mVp-p，否则会影响蓝牙通信稳定性2.2.2 串口通信电路HC-05 模块通过 UART 串口与 STM32 通信，电路连接如下：HC-05 的 TXD 引脚连接到 STM32 的 USART2_RX 引脚 (PA3)HC-05 的 RXD 引脚连接到 STM32 的 USART2_TX 引脚 (PA2)注意：HC-05 的 TXD 是 3.3V 电平，与 STM32 兼容，无需电平转换2.2.3 控制与状态指示电路HC-05 的 EN 引脚连接到 STM32 的 GPIO 引脚 (PA4)，用于进入 AT 指令模式HC-05 的 STATE 引脚连接到 STM32 的 GPIO 引脚 (PA5)，用于读取连接状态增加一个红色 LED 连接到 PA6 引脚，通过软件控制指示蓝牙连接状态：闪烁表示未连接，常亮表示已连接2.3 原理图与 PCB 设计升级（KiCad 8.0）2.3.1 原理图升级步骤打开上一篇文章的 "Motor_PID_Driver" 工程添加 HC-05 模块、LED、电阻和磁珠的符号库按照上述电路原理连接各个引脚标注元器件编号和参数运行 ERC（电气规则检查），确保没有错误2.3.2 PCB 设计升级与注意事项蓝牙模块的 PCB 设计是影响通信距离和稳定性的关键因素，必须严格遵循以下规则：布局原则：HC-05 模块应放置在 PCB 的边缘位置，天线朝向 PCB 外侧蓝牙模块与电机驱动电路、开关电源等强干扰源的距离≥20mm蓝牙模块下方不能有任何走线和铺铜，保持完整的地平面滤波电容和磁珠应尽量靠近 HC-05 的 VCC 引脚放置布线原则：蓝牙模块的电源走线宽度≥0.5mmUART 串口信号线宽度≥0.3mm，尽量短且直天线区域必须设置净空区 (Keep Out Zone)，大小为 15mm×6mm，净空区内所有层都不能铺铜、走线或放置元件天线区域周围每隔 1.5mm 打一个接地过孔，提供最短的回流路径避免直角走线，所有拐角采用 45° 或圆弧过渡升级后的 PCB 尺寸：保持原有 50mm×40mm 不变，蓝牙模块放置在 PCB 右上角，天线朝向右侧。2.4 硬件设计注意事项电源质量