1.19. 使用蓝牙(蓝牙键盘)

蓝牙是BlueFi的特色功能，这应归功于Nordic半导体在蓝牙通讯领域的世界领先技术，近些年Nordic半导体几乎引领着全球的蓝牙通讯 技术发展。BlueFi的主CPU采用Nordic的最新的ARM CM4F微控制器——nRF52840，支持BlueTooth5，通讯速度高达2.5Mbps。

蓝牙主要应用领域是10米范围内的近距离无线通讯领域，目前出货量最大的蓝牙产品主要包括，蓝牙耳机、蓝牙鼠标、蓝牙键盘和手环等。 在蓝牙通讯技术成熟之前，耳机、鼠标、键盘等标准的计算机周边I/O设备几乎都是有线的，虽然仅有1米左右长度的一段通讯线，我们仍 觉得记为不方便，蓝牙通讯技术成熟后，几乎迅速地替代掉这些电线。

尤其蓝牙耳机，去掉那一段耳机线很容易，需要让体积极小的耳机能够在有限电池容量的条件下支持数小时的使用时间，这是一件比较棘手 的技术工作。曾经大家对无线通讯的共识是，功耗很大，尤其无线发射器的功率很大。当然，随着半导体技术和材料技术的发展，蓝牙设备 的功耗已经降到非常低。

为了帮助你更好地理解和应用蓝牙通讯，本节从蓝牙的应用入门开始，后续的教程中将会出现很多次蓝牙的应用编程，帮助你逐步地掌握 蓝牙通讯机器应用。我们首先使用BlueFi创建一个蓝牙键盘，为你计算机添加一个新的键盘。示例代码如下：

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  import time
  import adafruit_ble
  from adafruit_ble.advertising import Advertisement
  from adafruit_ble.advertising.standard import ProvideServicesAdvertisement
  from adafruit_ble.services.standard.hid import HIDService
  from adafruit_ble.services.standard.device_info import DeviceInfoService
  from adafruit_hid.keyboard import Keyboard
  from adafruit_hid.keycode import Keycode
  from adafruit_hid.keyboard_layout_us import KeyboardLayoutUS
  from hiibot_bluefi.basedio import Button
  button = Button()   # button.A, button.B
  hid = HIDService() # Use default HID descriptor
  device_info = DeviceInfoService(software_revision=adafruit_ble.__version__, manufacturer="HiiBot")
  advertisement = ProvideServicesAdvertisement(hid)
  advertisement.appearance = 961
  scan_response = Advertisement()

  ble = adafruit_ble.BLERadio()
  if ble.connected:
      for c in ble.connections:
          c.disconnect()

  print("advertising")
  ble.start_advertising(advertisement, scan_response)
  k = Keyboard(hid.devices)
  kl = KeyboardLayoutUS(k)
  while True:
      while not ble.connected:
          print("disconnected!")
          time.sleep(1)
          pass
      print("Start typing:")
      while ble.connected:
          c=''
          if button.A:
              c='a'
          if button.B:
              c='b'
          if c!='':
              kl.write(c) # send this char to BLE keyboard (Master)
              print(c)
              time.sleep(0.2)
      ble.start_advertising(advertisement)

将本示例程序保存到BlueFi的/CIRCUITPY/code.py文件中，当BlueFi运行本示例程序期间，请先打开你的电脑蓝牙设置窗口，找到当前可连接的 蓝牙设备列表，如下图选择对应的蓝牙外设并选择连接，然后才能正常使用。下图示例进攻参考，不同的电脑显示的信息未必会相同。

../../_static/images/bluefi_basics/ble_hid_connect.gif

当BlueFi在运行程序期间，BlueFi的LCD屏幕会提示当前状态，譬如当你电脑未允许连接BlueFi的蓝牙键盘时，LCD屏幕上会出现“disconnected!”提示， 而且每秒增加一行，一旦你允许电脑与BlueFi的蓝牙键盘连接时，只要正确地连接上，BlueFi的LCD屏幕上出现“Start typing:”提示，当你按下A或B按钮时 屏幕也会将显示“a”或“b”的提示。使用过程中，只要BlueFi与电脑蓝牙断开，也会持续提示“disconnected!”，直到再一次与你的电脑蓝牙连接上。

根据这一执行效果，相信你很容易理解本示例程序。由于本节课是体验蓝牙键盘之目的，不必理会程序的细节。下面我们只是简要地解释程序的关键部分代码。

  1. 程序的前10行，全部都是导入本示例程序所需要的模块或类
  2. 第11和12行分别实例化Button和HIDService
  3. 第13～15行程序是将BlueFi配置为HID键盘，后续程序启动蓝牙广播发布自己的属性配置时所需的信息
  4. 第16行定义蓝牙scan的应答回调处理函数
  5. 第18行实例化一个低能耗蓝牙(BLE)通讯通道，并在第19～21行的循环体内检查该通道是否存在已连接的，如果存在就断开
  6. 第23行在LCD屏幕上提示”启动蓝牙广播”，第24行立即启动蓝牙广播，等待蓝牙中心设备(此示例的中心设备是电脑)发现自己
  7. 第25和26行分别指定键盘的类型和键盘编码类型
  8. 然后进入无穷循环
  9. 在无穷循环的程序块内，第28～31行是监测是否已经与中心设备连接，如果未连接则让LCD屏幕显示“disconnected!”提示，并循环等待连接。作为键盘，如果不与主设备/电脑连接，的确没有其他事务能做的
  10. 在无穷循环的程序块内，第32行让LCD屏提示“Start typing:”表示BlueFi已经与主设备/电脑连接上，可以按A或B按钮
  11. 在无穷循环的程序块内，第33～42行程序就是判断是否有A或B按钮被按下，如果有就发送给主设备，并在LCD屏上显示按下的按钮，如此重复，直到BlueFi的蓝牙通道与主设备/电脑断开
  12. 在无穷循环的程序块内，如果正在已经与主设备/电脑连接的BlueFi再次与电脑断开，第43行又发起蓝牙广播，等待主设备发现自己并尝试连接，退回到无穷循环程序块的第28～31行执行程序，等待与主设备/电脑再次连接上

根据你初次使用BlueFi蓝牙键盘与电脑连接的过程，以及向电脑发送键码的过程中相信你能够亲身体验蓝牙这种近距离无线通讯的便捷性和用法。 后续的教程中你将会逐步地掌握蓝牙通讯技术原理和应用方法。