🎧 蓝牙耳机

基于经典蓝牙 A2DP + HFP Profile 的音频设备，支持立体声音乐和通话功能。

📐 系统架构

📋 蓝牙音频 Profile

📊 A2DP 音频传输流程

📦 A2DP 数据包结构

// A2DP 音频数据包结构
// 基于 L2CAP ACL 数据

typedef struct {
    // L2CAP Header (4 bytes)
    uint16_t l2cap_len;      // L2CAP 数据长度
    uint16_t l2cap_cid;      // Channel ID (媒体通道)
    
    // RTP Header (12 bytes)
    uint8_t  rtp_v_p_x_cc;   // Version, Padding, Extension, CC
    uint8_t  rtp_m_pt;       // Marker, Payload Type
    uint16_t rtp_seq;        // Sequence Number
    uint32_t rtp_timestamp;  // Timestamp
    uint32_t rtp_ssrc;       // SSRC
    
    // AVDTP Media Payload
    uint8_t  frame_count;    // 帧数量
    uint8_t  frame_len[4];   // 每帧长度
    uint8_t  audio_data[];   // SBC/AAC 音频数据
} a2dp_packet_t;

// SBC 音频帧头
typedef struct {
    uint8_t  sync_word;      // 同步字 0x9C
    uint8_t  freq_samp;      // 采样率 + 块数 + 声道 + 分配方法
    uint8_t  subbands;       // 子带数 + 联合声道
    uint8_t  snr_alloc;      // 信噪比 + 比特池
    uint8_t  scale_factor[]; // 缩放因子
    uint8_t  audio_data[];   // 音频数据
} sbc_frame_t;

// 典型配置：44.1kHz, 立体声，SBC
// 每包约 120-150 bytes，每 10ms 发送一次

📈 完整连接流程

💻 HFP 通话控制

// HFP AT 命令交互
// 通过 RFCOMM 通道传输

// 耳机发送 AT 命令
const char *hfp_at_commands[] = {
    "AT+BRSF=1023\r\n",      // 支持的功能
    "AT+CIND=?",             // 查询指示器
    "AT+CLCC=?",             // 查询当前通话
    "ATA\r\n",               // 接听电话
    "AT+CHUP\r\n",           // 挂断电话
    "AT+CKPD=200\r\n",       // 按键按下 (多功能键)
};

// 手机响应
const char *hfp_responses[] = {
    "+BRSF: 1023",           // 功能确认
    "+CIND: (\"batt\",(0-5))", // 电池指示器
    "OK",                    // 命令成功
   "RING",                   // 来电提醒
    "+CLCC: 1,1,4,0,\"123456789\"", // 通话列表
};

// HFP 事件处理
void hfp_event_handler(hfp_event_t event) {
    switch (event) {
        case HFP_EVENT_CALL_INCOMING:
            // 来电：播放铃声
            play_ringtone();
            break;
            
        case HFP_EVENT_CALL_CONNECTED:
            // 通话建立：切换音频路由
            audio_route_to_speaker();
            break;
            
        case HFP_EVENT_CALL_ENDED:
            // 通话结束：恢复待机
            audio_route_to_idle();
            break;
            
        case HFP_EVENT_AUDIO_CONNECTED:
            // A2DP 音频连接
            a2dp_streaming_start();
            break;
    }
}

🎵 音频编码对比

🔋 低功耗设计

🔍 调试要点

🔧 A2DP 数据包构建详解

从音频采样到蓝牙空中传输，每一层如何添加头部，组合成完整的音频数据包。

数据包组合流程 (A2DP 音频流)

完整数据包结构图 (A2DP)

数据包大小计算 (A2DP 音频流)

HFP 通话数据包 (SCO 链路)

// HFP 通话使用 SCO (Synchronous Connection-Oriented) 链路
// 固定间隔发送，保证实时性

// CVSD 编码 (传统)
// 每包 10 bytes, 每 3.75ms 发送一次
uint8_t sco_cvsd[] = {
    // SCO Header
    0x00, 0x01, 0x02,  // 3 bytes 同步信息
    // CVSD 音频数据
    0x10, 0x20, 0x30, 0x40, 0x50,  // 5 bytes 音频
    0x60, 0x70, 0x80, 0x90         // 4 bytes 音频
};
// 总长度：12 bytes, 每包 3.75ms

// mSBC 编码 (宽带语音，HFP 1.6+)
// 每包 60 bytes, 每 7.5ms 发送一次
uint8_t sco_msbc[] = {
    // mSBC 帧头
    0x00, 0x01, 0x02, 0x03,  // 4 bytes 同步
    // mSBC 音频数据
    // ... 56 bytes 音频数据
};
// 总长度：60 bytes, 每包 7.5ms, 音质更好

音频编码参数对比

🆕 LE Audio (蓝牙 5.2+)