STM32(三十一)DHT11温湿度传感器获取温湿度数据

一、传感器实物图

                                                                  

二、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;
}