DHT11温湿度传感器详解(stm32)

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传感器介绍

 

 

DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，采用了自主研发的集成式数字温湿度元件，应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。DHT11传感器内包含一个温湿度测量元件和一个高性能MCU。

 

 

 以下是DHT11温湿度传感器的参数：

   

供电电压	DC：3.3-5.5V
工作范围(温度)	-20~+60℃
量程范围(湿度)	5~95%RH
温度精度	±2℃
湿度精度	±5%RH
重复性	温度：±1℃ ；湿度：±1%RH
迟滞(温度)	±0.3℃
迟滞(湿度)	±0.3%RH

 

02

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传感器原理

1.原理图

单总线上必须有一个上拉电阻（R1）以实现单总线闲置时，其处于高电平状态。 

2.工作时序

3.工作原理：起始信号与响应信号

 

 

 

4.工作原理：读数据时序

 

 

5.工作原理：DHT11数据格式

34H + 01H + 18H + 8CH = D9H

 

湿度高8位（整数）为34H，低8位（小数）为01H，将两部分数值转换为十进制后可以得出52.1，即湿度为52.1%RH。同理可以得出温度为-24.12℃。此处温度为负值时因为温度数据的低8位的最高位Bit7为1；当最高位Bit7为0时，数值为正值。

 

 

 

 

 

03

 

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程序设计

 

 

 

1. main.c文件

 

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "dht11.h"
#include "oled.h"
/*****************毕业设计******************
            STM32
 * 项目      :  1.DHT11温度湿度传感器实验                     
 * 版本      :   V1.0
 * 日期      :   2024.8.4
 * MCU      :  STM32F103C8T6
 * 接口      :  参看DHT11.h              

 
**********************BEGIN***********************/
u8 temp;
u8 humi;
int main(void)
{ 
  
  SystemInit();//配置系统时钟为72M  
  delay_init(72);
  LED_Init();
  LED_On();
  USART1_Config();//串口初始化
  OLED_Init();
  printf("Start \n");
  delay_ms(1000);
  while(DHT11_Init())
  {
    printf("DHT11 Error \r\n");
    delay_ms(1000);
  }
  //显示“温度：”
  OLED_ShowChinese(1,1, 0);
  OLED_ShowChinese(1,2, 1);
  OLED_ShowChar(1, 5, ':');
  OLED_ShowChar(1, 9, 'C');  
  //显示“湿度：”
  OLED_ShowChinese(2,1, 2);
  OLED_ShowChinese(2,2, 1);
  OLED_ShowChar(2, 5, ':');  
  OLED_ShowChar(2, 9, '%');
  
  while (1)
  {
    DHT11_Read_Data(&temp,&humi);//
    printf("temp %d ,humi %d\r\n",temp,humi);
    LED_Toggle();
    delay_ms(1000);
    //显示温度数据
    OLED_ShowNum(1,6,temp,2);
    //显示湿度数据
    OLED_ShowNum(2,6,humi,2);
  }
}

 

 

 

2. dht11.h文件

 

#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"
 
/*****************毕业设计******************
            STM32
 * 文件      :  DHT11温度湿度传感器h文件                   
 * 版本      :   V1.0
 * 日期      :   2024.8.4
 * MCU      :  STM32F103C8T6
 * 接口      :  见代码              

**********************BEGIN***********************
/***************根据自己需求更改****************/
//DHT11引脚宏定义
#define DHT11_GPIO_PORT  GPIOA
#define DHT11_GPIO_PIN   GPIO_Pin_6
#define DHT11_GPIO_CLK   RCC_APB2Periph_GPIOA
/*********************END**********************/
 
//输出状态定义
#define OUT 1
#define IN  0
 
//控制DHT11引脚输出高低电平
#define DHT11_Low  GPIO_ResetBits(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN)
#define DHT11_High GPIO_SetBits(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN)
 
u8 DHT11_Init(void);//初始化DHT11
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度数据
u8 DHT11_Read_Byte(void);//读取一个字节的数据
u8 DHT11_Read_Bit(void);//读取一位的数据
void DHT11_Mode(u8 mode);//DHT11引脚输出模式控制
u8 DHT11_Check(void);//检测DHT11
void DHT11_Rst(void);//复位DHT11   
 
#endif

 

 

 

3. dht11.c文件

 

#include "dht11.h"
#include "delay.h"
      
/*****************毕业设计******************
                      STM32
 * 文件      :  DHT11温度湿度传感器c文件                   
 * 版本      : V1.0
 * 日期      : 2024.8.4
 * MCU      :  STM32F103C8T6
 * 接口      :  见dht11.h文件              

**********************BEGIN***********************/      
      
//复位DHT11
void DHT11_Rst(void)     
{                 
  DHT11_Mode(OUT);   //SET OUTPUT
  DHT11_Low;         //拉低DQ
  delay_ms(20);      //主机拉低18~30ms
  DHT11_High;       //DQ=1 
  delay_us(13);       //主机拉高10~35us
}
 
//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_Mode(IN);//SET INPUT   
    while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN)&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us
  {
    retry++;
    delay_us(1);
  };   
  if(retry>=100)return 1;
  else retry=0;
    while (!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN)&&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(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN)&&retry<100)//等待变为低电平
  {
    retry++;
    delay_us(1);
  }
  retry=0;
  while(!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN)&&retry<100)//等待变高电平
  {
    retry++;
    delay_us(1);
  }
  delay_us(40);//等待40us
  if(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN))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_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  
   RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_GPIO_CLK, ENABLE);   //使能PA端口时钟
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_GPIO_PIN;         //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(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);         //初始化IO口
   GPIO_SetBits(DHT11_GPIO_PORT,DHT11_GPIO_PIN);             //PG11 输出高
        
  DHT11_Rst();  //复位DHT11
  return DHT11_Check();//等待DHT11的回应
} 
void DHT11_Mode(u8 mode)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  if(mode)
  {
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  }
  else
  {
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  DHT11_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  }
  GPIO_Init(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

 

 

 

04

 

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实验演示