使用HM-10、FTDI 232r与iOS Dabble App学习UART时的游戏pad数据异常问题

问题背景 #

使用iOS Dabble App + HM-10S-B蓝牙模块 + FTDI 232r 3v3 USB线学习UART通信，计划配合Arduino Nano控制机器人小车。当前现象：

• 「终端」功能发送文本（如Test、A、B）时，接收端能正常识别（仅少量数据包填充）
• 切换至「游戏pad」功能后，所有按键发送的数据均显示为无法识别的乱码，调整波特率无效；换其他App也存在类似的终端正常、游戏pad异常的情况
• Arduino Nano的硬件/软件串口读取游戏pad数据时，同样得到大量乱码字符

诊断与分析步骤 #

1. 明确通信协议差异 #

终端功能发送的是ASCII文本数据，每个字符对应固定的ASCII码值，所以串口监视器用ASCII模式能正常显示；而游戏pad功能发送的是二进制数据包（不是文本），直接用ASCII模式解析就会显示乱码——这是核心问题，和波特率无关。

2. 切换串口显示模式验证 #

打开串口监视器（或第三方串口工具如CoolTerm），勾选「HEX显示」选项，再操作游戏pad按键：

• 此时会看到原始的十六进制字节数据，而非乱码字符
• 记录不同按键对应的字节串，比如按上键可能收到01 00，右键收到02 00，以此区分不同按键的指令

3. 确认HM-10串口参数一致性 #

用AT指令检查HM-10的串口配置，确保和App、Arduino的参数完全匹配：

• 发送AT+BAUD?查看波特率（终端正常说明波特率已匹配，但需确认）
• 发送AT+PARITY?查看校验位（通常为无校验）
• 发送AT+STOP?查看停止位（通常为1位）
• 发送AT+DATA?查看数据位（通常为8位）

4. 用Arduino读取原始字节 #

修改Arduino代码，直接读取并打印原始字节的十六进制值，而非尝试转成字符：

void setup() {
  Serial.begin(9600); // 替换为HM-10实际波特率
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    byte incomingByte = Serial.read();
    Serial.print(incomingByte, HEX);
    Serial.print(" ");
  }
}

运行代码后操作游戏pad，即可看到每个按键对应的原始字节数据，以此区分不同按键指令。

5. 逆向分析游戏pad协议 #

• 用FTDI连接HM-10，通过串口工具的HEX模式，逐个按下游戏pad的所有按键（包括组合键），记录每次的完整数据包
• 观察数据包的固定特征：比如是否有帧头字节、固定长度、按键对应的特征字节
• 重复按同一按键，确认数据包的一致性；对比不同按键的数据包差异，总结出按键与字节的对应规则

解决方向 #

• 放弃用ASCII模式解析游戏pad数据，切换到十六进制模式识别二进制数据包
• 在Arduino代码中编写二进制数据包解析逻辑，根据逆向得到的协议规则，将字节数据映射为小车控制指令
• 确保所有设备的串口参数（波特率、数据位、停止位、校验位）完全一致

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ghbcode