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【正点原子STM32连载】第四十章 DHT11数字温湿度传感器 摘自【正点原子】MiniPro STM32H750 开发指南
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图40.2.2 DHT11连接示意图 这里要注意，将DHT11贴有字的一面朝内，而有很多孔的一面(网面)朝外，然后插入如图所示的四个孔内就可以了。 40.3 程序设计 DHT11实验中使用的是单总线协议，用到的是HAL中GPIO相关函数，前面也有介绍到，这里就不做展开了。下面介绍一下如何驱动DHT11。 DHT11配置步骤 1）使能DHT11数据线对应的GPIO时钟。 本实验中DHT11的数据线引脚是PC13，因此需要先使能GPIOC的时钟，代码如下： __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); /* PC口时钟使能 */ 2）设置对应GPIO工作模式（开漏输出） 本实验GPIO使用开漏输出模式，通过函数HAL_GPIO_Init设置实现。 3）参考单总线协议，编写信号代码（复位脉冲、应答脉冲、读0/1） 复位脉冲：拉低数据线，保持至少18ms时间，然后拉高数据线10~35us时间。 应答脉冲：DHT11拉低数据线，保持78~88us时间。 读0/1信号：DHT11拉低数据线延时54us，然后拉高数据线延时一定时间，主机通过判断高电平时间得到0或者1。 4）编写DHT11的读函数 基于读1bit数据的基础上，编写DHT11读1字节函数。 5）编写DHT11获取温度函数 参考DHT11典型温湿度读取过程，编写获取温湿度函数。 40.3.1 程序流程图 图40.3.1.1 DHT11实验程序流程图 40.3.2 程序解析 1.DHT11驱动代码 这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。DHT11驱动源码包括两个文件：dht11.c和dht11.h。 首先我们先看一下dht11.h头文件里面的内容，其定义如下： /* DHT11 引脚 定义 */ #define DHT11_DQ_GPIO_PORT GPIOC #define DHT11_DQ_GPIO_PIN GPIO_PIN_13 #define DHT11_DQ_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PC口时钟使能 */ /* IO操作函数 */ #define DHT11_DQ_OUT(x) do{ x ? \ HAL_GPIO_WritePin(DHT11_DQ_GPIO_PORT, DHT11_DQ_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \ HAL_GPIO_WritePin(DHT11_DQ_GPIO_PORT, DHT11_DQ_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \ }while(0) /* 数据端口输出 */ /* 数据端口输入 */ #define DHT11_DQ_IN HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DQ_GPIO_PORT, DHT11_DQ_GPIO_PIN) 对DHT11的相关引脚以及IO操作进行宏定义，方便程序中调用。 下面我们直接介绍dht11.c的程序，首先先介绍一下DHT11传感器的初始化函数，其定义如下： /** * @brief 初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在 * @param 无 * @retval 0, 正常 * 1, 不存在/不正常 */ uint8_t dht11_init(void) { GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; DHT11_DQ_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 开启DQ引脚时钟 */ gpio_init_struct.Pin = DHT11_DQ_GPIO_PIN; gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; /* 开漏输出 */ gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */ gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 高速 */ HAL_GPIO_Init(DHT11_DQ_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化DQ引脚 */ /* DHT11_DQ引脚模式设置,开漏输出,上拉, 这样就不用再设置IO方向了, 开漏输出的时候(=1), 也可以读取外部信号的高低电平 */ dht11_reset(); return dht11_check(); }在DHT11的初始化函数中，主要对用到的GPIO口进行初始化，同时在函数最后调用复位函数和自检函数，这两个函数在后面会解释到。 下面介绍的是复位DHT11函数和等待DHT11的回应函数，它们的定义如下： /** * @brief 复位DHT11 * @param data: 要写入的数据 * @retval 无 */ static void dht11_reset(void) { DHT11_DQ_OUT(0); /* 拉低DQ */ delay_ms(20); /* 拉低至少18ms */ DHT11_DQ_OUT(1); /* DQ=1 */ delay_us(30); /* 主机拉高10~35us */ } /** * @brief 等待DHT11的回应 * @param 无 * @retval 0, DHT11正常 * 1, DHT11异常/不存在 */ uint8_t dht11_check(void) { uint8_t retry = 0; uint8_t rval = 0; while (DHT11_DQ_IN && retry rval = 1; } else { retry = 0; while (!DHT11_DQ_IN && retry uint8_t retry = 0; while (DHT11_DQ_IN && retry retry++; delay_us(1); } delay_us(40); /* 等待40us */ if (DHT11_DQ_IN) /* 根据引脚状态返回 bit */ { return 1; } else { return 0; } } /** * @brief 从DHT11读取一个字节 * @param 无 * @retval 读到的数据 */ static uint8_t dht11_read_byte(void) { uint8_t i, data = 0; for (i = 0; i uint8_t buf[5]; uint8_t i; dht11_reset(); if (dht11_check() == 0) { for (i = 0; i *humi = buf[0]; *temp = buf[2]; } } else { return 1; } return 0; } 读取温湿度函数也是根据时序图进行实现的，在发送复位信号以及应答信号产生后，即可以读取5Byte数据进行处理，校验成功即读取数据有效成功。 2. main.c代码 在main.c里面编写如下代码： int main(void) { uint8_t t = 0; uint8_t temperature; uint8_t humidity; sys_cache_enable(); /* 打开L1-Cache */ HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */ sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4); /* 设置时钟, 480Mhz */ delay_init(480); /* 延时初始化 */ usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */ mpu_memory_protection(); /* 保护相关存储区域 */ led_init(); /* 初始化LED */ lcd_init(); /* 初始化LCD */ lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED); lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DHT11 TEST", RED); lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED); while (dht11_init()) /* DHT11初始化 */ { lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DHT11 Error", RED); delay_ms(200); lcd_fill(30, 130, 239, 130 + 16, WHITE); delay_ms(200); } lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "DHT11 OK", RED); lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Temp: C", BLUE); lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, "Humi: %", BLUE); while (1) { if (t % 10 == 0) /* 每100ms读取一次 */ { dht11_read_data(&temperature, &humidity); /* 读取温湿度值 */ lcd_show_num(30 + 40, 150, temperature, 2, 16, BLUE);/* 显示温度 */ lcd_show_num(30 + 40, 170, humidity, 2, 16, BLUE); /* 显示湿度 */ } delay_ms(10); t++; if (t == 20) { t = 0; LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */ } } }主函数代码比较简单，一系列硬件初始化后，如果DHT11初始化成功，那么在循环中调用dht11_get_temperature函数获取温湿度值，每隔100ms读取数据并显示在LCD上。 40.4 下载验证 假定DHT11传感器已经接上去正确的位置，将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示当前的温度值的内容如图40.4.1所示： 图40.4.1 程序运行效果图 至此，本章实验结束。大家可以将本章通过DHT11读取到的温度值，和前一章的通过DS18B20读取到的温度值对比一下，看看哪个更准确？ |
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