STM32采集DHT11温湿度传感器的信号采集

首先的介绍下DHT11这款温湿度传感器。

Pin	名称	注释
1	VDD	供电 3－5.5VDC
2	DATA	串行数据，单总线
3	NC	空脚，请悬空
4	GND	接地，电源负极

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。

通讯过程如下：

1、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。过程如图1所示：

图1

 

  总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。如图2所示：
 

DHT11.h文件主要是定义DHT11数据线的引脚定义及其一些引脚控制宏命令。代码如下：

#include "stm32f10x.h"
#include "BSP.h"
#include

//定义DHT11单总线的数据引脚，在这里宏定义，给移植带来了方便性
#define DHT11_PIN GPIO_Pin_5
#define DHT11_PORT GPIOA

//读取引脚输入的数据
#define DHT11_DATA_IN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,DHT11_PIN)

//控制引脚的高低电平
#define DHT11_DATA_OUT(a) if (a) \
GPIO_SetBits(DHT11_PORT,DHT11_PIN);\
else \
GPIO_ResetBits(DHT11_PORT,DHT11_PIN)

void DHT11Read(u8 RH , u8 RL , u8 TH , u8 TL);

#endif

DHT11.c这个文件主要实现如下几个函数：

void DHT11_GPIO_IN(void) ——设置GPIO口为输入模式

void DHT11_GPIO_OUT(void) ——设置GPIO口为输出状态

void DHT11WriteStart(void) ——发起开始信号

u8 DHT11ReadByte(void) ——从DHT11中读取一位数据

void DHT11Read(u8 RH , u8 RL , u8 TH , u8 TL) ——采样当前温湿度值

#include "DHT11.h"
/********************************************************
函数：DHT11_GPIO_IN
描述：设置GPIO口为输入状态
参数：无
返回：无
********************************************************/
void DHT11_GPIO_IN(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置浮空输入
GPIO_Init(DHT11_PORT,&GPIO_InitStructure);
}

/********************************************************
函数：DHT11_GPIO_OUT
描述：设置GPIO口为输出状态
参数：无
返回：无
********************************************************/
void DHT11_GPIO_OUT(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置开漏输出
GPIO_Init(DHT11_PORT,&GPIO_InitStructure);
}

/********************************************************
函数：DHT11WriteStart
描述：发起开始信号
参数：无
返回：无
********************************************************/
void DHT11WriteStart(void)
{
DHT11_GPIO_OUT(); //设置io为输出模式
DHT11_DATA_OUT(1); //拉高
DHT11_DATA_OUT(0); //拉低
Delay_ms(18); //主机拉低总线必须大于18ms
DHT11_DATA_OUT(1); //拉高
Delay_us(30); //主机发送开始信号结束后延时等待20-40us
DHT11_GPIO_IN(); //启动信号开始后，为如数据将io设置设置为输入模式
}

/********************************************************
函数：DHT11ReadByte
描述：从DHT11中读取一位数据
参数：无
返回：返回读出来的数据
********************************************************/
u8 DHT11ReadByte(void)
{
u8 temp=0,i;
for(i=0;i<8;i++) //读取8位数据
{
while(DHT11_DATA_IN()==0);//等待变高电平
/*DHT11 以26us~28us的高电平表示“0”，以70us的高电平表示“1”
每一bit数据都以50us低电平时隙开始，当检测到60us后的电平区别状态*/
Delay_us(60);
if(DHT11_DATA_IN()==1) //60us后还是高电平则是“1”
{
while(DHT11_DATA_IN()==1);
temp|=(u8)(0x01<<(7-i));
}
else //否则是“0”
{
temp&=(u8)~(0x01<<(7-i));
}
}
return temp;
}

/********************************************************
函数：DHT11Read
描述：采样当前温湿度值
参数：
RH：湿度值的整数部分
RL: 湿度值的小数部分
TH: 温度值的整数部分
TL: 温度值的小数部分
返回：
********************************************************/
void DHT11Read(u8 RH , u8 RL , u8 TH , u8 TL)
{
u8 sum = 0;
DHT11WriteStart(); //发起开始信号
if(DHT11_DATA_IN()==0)
{
while(DHT11_DATA_IN()==0);
while(DHT11_DATA_IN()==1);
RH = DHT11ReadByte(); //湿度高8位
RL = DHT11ReadByte(); //湿度低8位
TH = DHT11ReadByte(); //温度高8位
TL = DHT11ReadByte(); //温度低8位
sum = DHT11ReadByte(); //校验和

DHT11_GPIO_OUT(); //采样结束后设置io口为输出，等待下一次开始信号
DHT11_DATA_OUT(1); //设置总线空闲状态为高电平
if(sum == RH+RL+TH+TL) //校验和与计算出的数据相等
{
printf("当前环境湿度为%d.%d﹪，当前环境温度为%d.%d℃\r\n",RH,RL,TH,TL);
}
else
{
printf("采样失败!!!\r\n");
}
}
}
 

注意：编写DHT11驱动的时，可能会出现很多的问题。问题主要有两部分：