STM32的简单应用|DHT11 温湿度传感器 stm32|嵌入式硬件|物联网|arm|单

【STM32的简单应用|DHT11 温湿度传感器】
文章目录

前言
一、DHT11 简介
二、数据传输
三、程序实现

前言上一节，我们学习了数字温度传感器 DS18B20 的使用，本节我们将介绍数字温湿度传感器
DHT11 的使用，该传感器不但能测温度，还能测湿度。我将向大家介绍如何使用 STM32
来读取 DHT11 数字温湿度传感器，从而得到环境温度和湿度等信息，并把从温湿度值显示在
TFTLCD 模块上。
一、DHT11 简介 DHT11 是一款湿温度一体化的数字传感器。该传感器包括一个电阻式测湿元件和一个 NTC
测温元件，并与一个高性能 8 位单片机相连接。通过单片机等微处理器简单的电路连接就能够
实时的采集本地湿度和温度。DHT11 与单片机之间能采用简单的单总线进行通信，仅仅需要一
个 I/O 口。传感器内部湿度和温度数据 40Bit 的数据一次性传给单片机，数据采用校验和方式
进行校验，有效的保证数据传输的准确性。DHT11 功耗很低，5V 电源电压下，工作平均最大
电流 0.5mA。
DHT11 的技术参数如下：
? 工作电压范围：3.3V-5.5V
? 工作电流：平均 0.5mA
? 输出：单总线数字信号
? 测量范围：湿度 20~90％RH，温度 0~50℃
? 精度：湿度±5%，温度±2℃
? 分辨率：湿度 1%，温度 1℃
DHT11 的管脚排列如下图所示：

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电气特性

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引脚说明

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封装信息

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详细参数

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二、数据传输虽然 DHT11 与 DS18B20 类似，都是单总线访问，但是 DHT11 的访问，相对 DS18B20 来说要简单很多。下面我们先来看看 DHT11 的数据结构。
DHT11 数字湿温度传感器采用单总线数据格式。即，单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由 5Byte（40Bit）组成。数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。
DHT11 的数据格式为：8bit 湿度整数数据+8bit 湿度小数数据+8bit 温度整数数据+8bit 温度小数数据+8bit 校验和。其中校验和数据为前四个字节相加。
传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据(湿度、温度、整数、小数)之间应该分开处理。例如，某次从 DHT11 读到的数据如下图所示：

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由以上数据就可得到湿度和温度的值，计算方法：

湿度= byte4 . byte3=45.0 (％RH)
温度= byte2 . byte1=28.0 ( ℃)
校验= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(=湿度+温度)(校验正确)

可以看出，DHT11 的数据格式是十分简单的，DHT11 和 MCU 的一次通信最大为 3ms 左右，
建议主机连续读取时间间隔不要小于 100ms。下面，我们介绍一下 DHT11 的传输时序。
DHT11 的数据发送流程如下图所示：

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首先主机发送开始信号，即：拉低数据线，保持 t1（至少 18ms）时间，然后拉高数据线 t2（20~ 40us）时间，然后读取 DHT11 的响应，正常的话，DHT11 会拉低数据线，保持 t3（40~50us）时间，作为响应信号，然后 DHT11 拉高数据线，保持 t4（40 ~50us）时间后，开始输出数据。
DHT11 输出数字‘0’的时序如下图所示：

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DHT11 输出数字‘1’的时序如下图所示：

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三、程序实现 DHT11.c

//复位DHT11 void DHT11_Rst(void) { DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT 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20~40us } //等待DHT11的回应 //返回1:未检测到DHT11的存在 //返回0:存在 u8 DHT11_Check(void) { u8 retry=0; DHT11_IO_IN(); //SET INPUT while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; else retry=0; while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; return 0; } //从DHT11读取一个位 //返回值：1/0 u8 DHT11_Read_Bit(void) { u8 retry=0; while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平 { retry++; delay_us(1); } retry=0; while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平 { retry++; delay_us(1); } delay_us(40); //等待40us if(DHT11_DQ_IN)return 1; else return 0; } //从DHT11读取一个字节 //返回值：读到的数据 u8 DHT11_Read_Byte(void) { u8 i,dat; dat=0; for (i=0; i<8; i++) { dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit(); } return dat; } //从DHT11读取一次数据 //temp:温度值(范围:0~50°) //humi:湿度值(范围:20%~90%) //返回值：0,正常; 1,读取失败 u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi) { u8 buf[5]; u8 i; DHT11_Rst(); if(DHT11_Check()==0) { for(i=0; i<5; i++)//读取40位数据 { buf[i]=DHT11_Read_Byte(); } if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]) { *humi=buf[0]; *temp=buf[2]; } }else return 1; return 0; } //初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在 //返回1:不存在 //返回0:存在 u8 DHT11_Init(void) { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE); //使能PG端口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //PG11端口配置 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure); //初始化IO口 GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11); //PG11 输出高 DHT11_Rst(); //复位DHT11 return DHT11_Check(); //等待DHT11的回应 }

main

int main(void) { u8 t=0; u8 temperature; u8 humidity; delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级 uart_init(115200); //串口初始化为115200 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 LCD_Init(); //初始化LCD POINT_COLOR=RED; //设置字体为红色 while(DHT11_Init()) //DHT11初始化 { LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"DHT11 Error"); delay_ms(200); LCD_Fill(30,130,239,130+16,WHITE); delay_ms(200); } LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"DHT11 OK"); POINT_COLOR=BLUE; //设置字体为蓝色 LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Temp:C"); LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Humi:%"); while(1) { if(t%10==0)//每100ms读取一次 { DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity); //读取温湿度值 LCD_ShowNum(30+40,150,temperature,2,16); //显示温度 LCD_ShowNum(30+40,170,humidity,2,16); //显示湿度 } delay_ms(10); t++; if(t==20) { t=0; LED0=!LED0; } } }