STM32(三十一)DHT11温湿度传感器获取温湿度数据

作者：佚名文章来源：本站原创点击数：1559 更新时间：2023/7/29

一、传感器实物图

二、DHT11传感器应用电路图：

通过原理图可知dht11通过DQ脚和STM32F407ZE06的PG9连接。通过DQ进行数据传输，串行接口 (单线双向)，半双工的工作模式。

串行接口 (单线双向)

DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:

一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和
数据传送正确时校验和数据等于“ 8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据” 所得结果的末8位。

三、数据传输过程

　　用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。

t1~t2	至少18ms
t3~t4	20~40us
t5~t6	80us
t7~t8	80us
t9~t10	50us
t11~t12	26us~28us(表示数据0)
t13~t14	50us
t15~t16	70us(表示数据1)

（1）起始阶段：主机（DQ脚PG9）主动发送至少18ms(t1-t2)的低电平（开始信号）此时PG9是输出模式（MCU给DHT11发），保证DHT11能检测到起始信号，DHT11检测到起始信号后，从低功耗模式转换为高速模式，在拉高延时等待20~40us（t3-t4），此时开始信号结束。

（2）响应阶段：DHT11检测到起始信号后，发送80us(t5-t6)的低电平响应（此时PG9是输入模式，由DHT11向MCU发）,在拉高延时80us(t7-t8)准备输出，此时响应结束，准备传输数据。

（3）数据传输阶段：数据传输阶段，每一bit数据都以50us低电平（t9-t10）时隙开 ,数据0和数据1的区别在与高电平的时间长短。

　　数据0：26us~28us的高电平。（即只要判断高电平的时间超过30us就是传输数据1，否则就是0）.

　　数据1：70us的的高电平。

四、实验：通过串口打印出温湿度数据。

　　代码分析：有两种方式,一种是使用精准延时，还有一种就是while循环。

//dht11.c文件
#include "dht11.h"
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
u8 buff;
void Dht11_Init(void)
{
//1.初始化时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
//2.初始化硬件
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//PG9
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出模式
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;//速度 快速 25MHz
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStruct); 
}
/***************传入参数确定是输出还是输入**********************/
void pin_mode(GPIOMode_TypeDef mode)
{
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = mode;//模式切换
GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStruct);//加进结构体
}
/******************初步配置（开始信号）**************************/
uint8_t start_dht11(void)
{
//1.设置为输出模式,并且空闲状态为高电平
pin_mode(GPIO_Mode_OUT);
PGout(9)=1;
delay_us(2);
//2.主机拉低 至少18ms
PGout(9)=0;
delay_ms(20);
//3.主机拉高 20-40us
PGout(9)=1;
delay_us(30);
//4.设置为输入模式，进入两个电平跳变
pin_mode(GPIO_Mode_IN);
if(!PGin(9))//if(PGin(9)==0)
{
//检测低到高跳变
while(!PGin(9));
//检测高到底跳变
while(PGin(9));
return 1;
}
return 0;
}
/*********************获取8bit数据*******************/
void get_8bit_data(void)
{
u8 i=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
buff = buff <<1;
while(!PGin(9));//过滤低电平时间，确定高电平到来
delay_us(30);
if(PGin(9))//如果还是高电平，数据就是1
{
buff |= 0x01;
}
else//低电平的话，数据就是0
{
buff &= 0xfe;
}
while(PGin(9));//过滤剩余的高电平时间
}
}
/****************获取温湿度数据*******************/
uint8_t get_dht11_data(char DataBuf[])
{
if(start_dht11())
{
get_8bit_data();//获取的是湿度整数
DataBuf[0] = buff;
get_8bit_data();//获取的是湿度小数
DataBuf[1] = buff;
get_8bit_data();//获取的是温度整数
DataBuf[2] = buff;
get_8bit_data();//获取的是温度小数
DataBuf[3] = buff;
get_8bit_data();//获取的是校验和
DataBuf[4] = buff; 
}
if(DataBuf[4] == DataBuf[0]+DataBuf[1]+DataBuf[2]+DataBuf[3])
{
return 1;
}
else
return -1;
}

//mian.c文件
#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "sys.h"
#include "tim.h"
#include "pwm.h"
#include "uart.h"
#include "stdio.h"
#include "dht11.h"
uint16_t uart1_recv_data;
//重定向fputc 换个方向，此路不通，屏幕输出不了就往串口发
//fputc fputs / fgetc fgets
int fputc(int ch,FILE *f)
{
USART_SendData(USART1,ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);
return ch;
}
//串口接收中断
void USART1_IRQHandler(void)
{
//判断确实进中断标志
//if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) !=RESET)//==SET
if(((USART1->SR) & (0x1<<5)) !=0)//发生中断 该为由硬件自定置1
{
//清楚中断标志位 往里面写1 记住一定要清空
//USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//用寄存器方式自己去改
USART1->SR &= ~(0x1<<5);
uart1_recv_data = USART_ReceiveData(USART1);
} 
}
int main(void)
{
u8 ret;
char DataBuf[5] = {0};
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//NVIC 分组
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//滴答定时器8分频
LED_Init();
Key_Init();
//Exti_Init();
//Tim_Init();
//Pwm_Tim14();
Uart_Init(115200);
Dht11_Init();
printf("hello uart1\r\n");
while(1)
{
ret = get_dht11_data(DataBuf);
if(ret == 1)
{
printf("温度:%d ℃ 湿度:%d\r\n",DataBuf[2],DataBuf[0]); 
}
else
{
printf("get dht11 failed!");
}
delay_s(2);
}
return 0;
}

Tags：STM32单片机,STM32,DHT11,温湿度传感器

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