前不久深圳的一个大学朋友联系我，他们公司需要做一个USB蓝牙接收器，功能如下：
USB蓝牙接收器插入计算机，并被识别为键盘。
手机程序连接USB蓝牙接收器；
手机程序向计算机发送键盘输入指令。
总的来说，他的需求有些非主流。它看起来像一个蓝牙键盘，但实际上它是一个带有USB接口的HID设备，而不是BLE的HID。BLE在这里只用来接收手机发送的数据。
一开始并没有真正去思考如何实现，就发到交流群，于是各路专家提出了自己的方案：
群友“喵喵一个麦克风”的方案是：单片机模拟USB键盘蓝牙串口透明传输，可以用CH551 KT6368A，KT6368A可以参考之前的文章《成本不足2元的蓝牙芯片，你能想得到吗？》。
群友“heibus”的方案是：串口转USB HID芯片蓝牙串口透明传输，可以用CH9328 KT6368A。
群友“oxlm”和“鹏飞”的方案是：使用单个蓝牙SOC，可以使用挪威的NRF52840，恩智浦的QN9080等。蓝牙芯片自带USB接口，一个芯片就能搞定。
群友“鲍蕾”的方案是：CH340 KT6368A，通过器件仿真框架在PC端编写一个上位机软件，将串口接收到的数据转换成虚拟HID。
以上四种方案原则上可以满足我这位同学的需求(说到我这位大学同学，请允许我临时跑个题。我上学的时候，他住在我宿舍对面。他是一个不折不扣的单片机迷。他先是玩51单片机，然后摆弄AVR单片机，再自学uCosII操作系统。后来他不知道怎么自学Java了，还特别爱专门研究技术。大学毕业后，我们走南闯北，他直接去深圳工作，从事Android相关的研发。我在这个领域这么多年，在深圳买房纯粹是凭个人能力。不得不感觉做移动互联网比做嵌入式更容易赚钱。
那他为什么要修这个USB蓝牙接收器？因为国外用的是他们新开发的APP，而这个蓝牙接收器是用来控制彩票机的。大致意思就是在手机上点击，实现在彩票机购买彩票的功能。
至于他为什么不直接在摇号机上买，他给我解释了智能的概念，我不知所措。
厉害了，最近和BLE打交道比较多，前段时间刚研究了超便宜的BLE芯片KT6368A，带来了BLE的另一个要求，所以我就考虑用群友“heibus”提出的CH9328 KT6368A方案来实现。
但是后来随着进一步的需求沟通，发现CH9328 KT6368A是不够的，因为手机发出的指令并不是原封不动的传输，实际上是需要转换的。比如手机发十进制1，USB HID对应的两组8字节十六进制数据：00 00 08 00 00 00 00 00 00 00和00000000000。
关于00 00 08 00 00 00 00 00 00 00和0000000000000的含义，就要简单的死记硬背一下USB HID的基础知识。
键盘发送给PC的数据一次8字节：
字节1字节2字节3字节4字节5字节6字节7字节8
定义如下：
BYTE1:特殊键，具体含义如下：
|-bit 0:左控制键是否按下，为1 |-bit 1:左shift是否按下，左alt是否按下，左alt是否按下，左GUI是否按下，左GUI是否按下，为1 |-bit 4:右控制键是否按下，为1 |-bit 5:右shift是否按下，为1 |-bit 6:右alt是否按下，为1 |-bit 7:右GUI是否按下，为1。
字节2:保留
BYTE3-BYTE8:这六个键是普通键。键值请参考USB HID到PS/2扫描码转换表。
例如，例如，对应于关键字A的一帧数据是：00 000x 040x 00 00 00 00 00 00，并且第三字节04由下表定义：
还是有点抽象，需要更直观。在电脑端，可以使用Bushound等USB分析软件，我这里用的是免费的USB分析仪：
我用的是笔记本电脑，我先连接一个USB键盘。
在软件左侧找到USB键盘对应的设备，开始监控。这里，只选择了原始数据视图。
按下并释放A键，软件界面会显示收到一串数据，实际上对应的是两组8字节的数据。你可以看到A实际上对应于04，00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
如果您一直按住A不松手，将显示以下信息：
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00只有在您按下a键时才会显示。
如果你想同时按下SHIFT a组合键然后同时松开，对应的数据如下：
第一个字节代表左边的Shift键。
当然，如果先按Shift键，再按A键，然后松开A键，最后松开Shift键，那么就有四组数据，分别是：
我花了很长时间才明白。毕竟我之前没实际用过USB。再次回到他的蓝牙接收器要求，手机的输入范围是数字1-83，有的数字对应两个8字节数据，表示一个键的按下和释放，有的数字对应四个字节，表示Shift键的组合按下和释放，每个8字节数据之间的时间间隔是200ms。
既然KT6368A不行，我可以换一个可编程的蓝牙模块，比如TI的CC2541模块，Nordic的NRF51822模块。因为以前支持恩智浦的QN9021芯片，比较熟悉，所以用QN9021来实现。
用QN9021实现以上软件功能(蓝牙接收手机发来的一串数据然后转码输出)我以为分分钟就搞定了，实际调试并没有我想象的那么简单。因为常规的蓝牙透明传输方式是通过串口接收数据，然后通过蓝牙发送，这个要求只是逆向操作。这里涉及几个关键问题：
手机发送的是一串可能长也可能短的数据。因为QN9021是BLE 4.0芯片，一次发送的字节数最多为20字节，所以要考虑超过20字节的情况。
蓝牙芯片通过蓝牙接收数据，同时通过串口发送数据。需要考虑串口发送不完整，蓝牙再次发送数据的情况。
手机发送的不同键值要在程序中进行转码(有的对应发送两个8字节数据，有的对应4个8字节数据，每个8字节数据中间200ms)。
有经验的程序员可能不会觉得这是个问题，但是对于我这种很久没有真正写过代码的人来说，还是很久的。
以上问题1可以通过手机端分包解决；
问题2的解决方法是增加一个队列，将蓝牙接收到的数据放入队列并缓存，从另一个地方的队列通过串口发送。如何用C语言实现队列？我不能直接写。我在github上使用了一个开源代码：https://github.com/kuaileguyue/Ring-Buffer.
问题3:我在200ms定时器函数里做了一个小状态机来解决。状态机可以通过开关/case和标志位来实现。
最后，我们来总结一下这些方案：
该方案的特点是价格(元件)CH551 KT6368ACH551是可编程的，而蓝牙只传输几块钱而不用编程Ch 9328 BLE(NRF 51822/CC 2541/QN 9021等。)BLE是可编程的。CH9328硬件实现串口转USB HID，以及数十个单BLE(NRF52840/QN9080等。)SOC可以编程。CH340 KT6368A硬件不编程，几块钱就能在PC上编程。从硬件上看，这些方案都有BLE和USB功能，只是软件运行在不同的地方，最终都能实现所需的功能。
至于在实际项目或产品中选择哪种方案，实际上需要综合考虑很多因素，比如开发周期、成本、软件开发难度，甚至芯片是否好买。
接下来我研究第一个方案的实现，也就是CH551 KT6368A，这个方案以后大概率会用到，原因大家应该明白。
作者：wuyage来源：TopSemic嵌入式在此特别感谢
