STM32获取DHT11温湿度（单总线通信实验笔记）

笔记：

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1/0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SByte (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。

数据类型是这样子的：

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 . bytel=28.0 (℃)

校验和= byte4+ byte3+ byte2+ byte1-73(湿度+温度)（校验正确)

但是小数往往不准，达不到精度要求！！！

一般通信时间3ms左右，时序图：

STM32发送高（20us）低（18us），然后去读取DHT11的响应，低（40us）高（40us）,然后等待他发送数据过来了，数据格式：低高

低为起始位，证明1个位的数据要发送了，然后再看拉高的时间，

如果为26us为低，逻辑“0”,

如果大于100us为高，逻辑“1”

由这些01010组成8位的数据为1bety数据，一共会发五个，5bety=5*8=40位

程序流程图：

用的是正点原子的代码，理论上通用，备注自己加的，有问题还请指正

#define输入输出操作：

#define DHT11_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}//定义GPIOG的第11引脚模式为输入，用的是寄存器操作 高八位第四个F为11引脚，CRH模式为12

#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}//定义GPIOG的第11引脚模式为输输出

IO操作函数    

#define DHT11_DQ_OUT PGout(11) //数据端口 PG11输出

#define DHT11_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口 PG11输入

//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_InitTypeDef  GPIO_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

} 

拉高拉低DHT11_Rst：

//拉高拉低

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

}

拉高拉低完之后等待DHT11回应拉低拉高：

//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; //定义一个玩意计数，怕卡死在这个函数

DHT11_IO_IN(); //设置输入模式  

    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us，等待他读取到dht11拉低

{

retry++;

delay_us(1); //理论上应该是和时许保持一致的，但是他没有

};  

if(retry>=100)return 1; //超时退出返回1（错误）

else retry=0; //没问题就使计算等于0，继续下一轮计数

    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us

{

retry++;

delay_us(1); //理论上应该是和时许保持一致的，但是他没有

};

if(retry>=100)return 1;     

return 0; //返回0，证明DHT11已经完成回应了

}

读取1bit，变低后变高，看高的时间：

//从DHT11读取一个位

//返回值：1/0

u8 DHT11_Read_Bit(void)  

{

  u8 retry=0; //计时值

while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平（等待上一次高低平完成，已经正在变为低电平）

{

retry++;

delay_us(1); //理论上应该和时序图的 12us吻合，但是他没有，效果达到就行了

}

retry=0;

while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平，变高就退出这里

{

retry++;

delay_us(1);

}

delay_us(40); //等待40us

if(DHT11_DQ_IN)return 1;//如果DHT11_DQ_IN是高则为高，则为逻辑1 是低说明已经从高下去了，则为逻辑0

else return 0;    

}

读取1个字节：

一个字节=8位 = 1beyt = 8bit

//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++) //获取1bit，给dat，然后左移一位，再给dat，这样子就完成了8个bit变成1bety的操作了   相当于是1bety保存了8bit

{

    dat<<=1; 

    dat|=DHT11_Read_Bit();//“|”表示按位或

    }     

    return dat;

}

将bety变成数据，数组的形式存起来：

//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];

/*小数位置不准，舍弃了，如果有需要可以自己添加buf[1]和buf[3]*/

}

}else return 1;

return 0;     

}

主函数：

#include "delay.h"

#include "key.h"

#include "sys.h"

#include "usart.h"  

#include "dht11.h"

 int main(void)

 {  

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

  while(DHT11_Init()) //DHT11初始化

{

delay_ms(200);

}    

while(1)

{         

DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity); //读取温湿度值，赋值给temperature，humidity

printf("temperature:%d,humidity:%d rn",&temperature,&humidity); //通过串口打印出来

}

}

参考视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1kx411k7JT?p=62