stm32读取DHT11温湿度传感器
- 一.序言
- 二.DHT11响应数据格式
- 三.DHT11通讯过程
- 3.1 产生起始信号
- 3.2 读取数据0
- 3.3 读取数据1
- DHT11停止信号
- 四.代码实例
- 4.1读取DHT11源文件
- 4.2 读取DHT11头文件
- 五.结语
- 5.1 总结整体思路
- 5.2 对读者的期望
一.序言
我们知道DHT11是单总线协议,只有一根数据线。
且内部有个上拉电路(下图)。那么数据线默认就是高电平那接下来就可以讲解主机如何和DHT11通讯的
二.DHT11响应数据格式
读取DHT11的芯片手册,可以知道,DHT11一次完成的数据输出是40bit,高位先出。
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
那是如何校验的的?
如果数据传输正确则 :校验和数据 = “ 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。
这样我们读取温湿度传感器数据后,可以通过校验和校验数据,
如果正确则将数据读取,如果不正确则重新读取。
三.DHT11通讯过程
注意的是:这里我们通过总线上高电平的时间来判断是数据 ‘0’,还是数据 ‘1’
这里先给一个总的通讯过程
3.1 产生起始信号
起始信号由高拉低,产生一个下降沿。在保持低电平18ms以上,
再释放总线(因为内部是上拉电路,所以释放后,总线上高电平)。
等待DHT11响应,如果DHT11响应,则会拉低数据线80us作为一个响应信号。
然后释放总线。延时20-40us以后就可以读取DHT11的响应数据。
3.2 读取数据0
DHT11将总线拉低50us,表示数据开始传输。DHT11开始发送数据信息。
如果是数据 ‘0’ 数据线将会被拉高26-28us。这一位数据传输结束。
下一位数据传输开始,继续拉低50us表示数据开始传输… 直到一次完整的数据(40bit)传输完成。
3.3 读取数据1
DHT11将总线拉低50us,表示数据开始传输。DHT11开始发送数据信息。
如果是数据 ‘1’,则会把总线拉高70us。这一位数据传输结束。
DHT11停止信号
因为一次完整的数据是40bi,当最后一bit数据传送完毕后,DHT11拉低总线
50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。(可以参考第一个通讯总图)
四.代码实例
4.1读取DHT11源文件
#include "DHT11.h"GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //后面会改变输入输出状态static void GPIO_SETOUT(void);
static void GPIO_SETIN(void);
static u8 DHT11_Check(void);/**********************************************
函数名:static void DHT11_Rst(void)
参数说明:无
返回值:无
函数作用:主机发送开始信号
***********************************************/
static void DHT11_Rst(void)
{
GPIO_SETOUT(); //配置成输出模式
GPIO_ResetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN); //拉低数据线
delay_ms(20); //拉低至少18ms
GPIO_SetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN); //拉高数据线
delay_us(30); //主机拉高20~40us
}/**********************************************
函数名:u8 DHT11_Init(void)
参数说明:无
返回值:u8 ,返回1代表初始化成功,0则失败
函数作用:配置IO口,并发送开始信号
***********************************************/
u8 DHT11_Init(void){//IO口配置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//换IO口需要修改
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出,如果需要考虑到IC的电流驱动能力时要接上拉电(5K)
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(DHT11_IO,&GPIO_InitStructure);
DHT11_Rst();//发送开始信号
return DHT11_Check();//检测DHT11的响应
}/**********************************************
函数名:static void GPIO_SETOUT(void)
参数说明:无
返回值:无
函数作用:配置IO口为推挽输出模式
***********************************************/
static void GPIO_SETOUT(void)
{
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出,如果需要考虑到IC的电流驱动能力时要接上拉电阻(5K)
GPIO_Init(DHT11_IO,&GPIO_InitStructure);}/**********************************************
函数名:static void GPIO_SETIN(void)
参数说明:无
返回值:无
函数作用:配置IO口为浮空输入模式
***********************************************/
static void GPIO_SETIN(void)
{
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入模式
GPIO_Init(DHT11_IO,&GPIO_InitStructure);
}/**********************************************
函数名:static u8 DHT11_Check(void)
参数说明:无
返回值:检测到回应-->返回1,否则0
函数作用:检测DHT11的响应信号
***********************************************/
static u8 DHT11_Check(void)
{
u8 retry=0;
GPIO_SETIN(); //设置为输入模式 while (!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11会拉低80us{
retry++;
delay_us(1);}
if(retry >= 100) //超时未响应/未收到开始信号,退出检测return 0;
else retry = 0;
while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高80us{retry++;delay_us(1);}
if(retry>=100) //超时,DHT11工作出错,退出检测return 0;return 1; //设备正常响应,可以正常工作
}/**********************************************
函数名:static u8 DHT11_Read_Bit(void)
参数说明:无
返回值:返回从DHT11上读取的一个Bit数据
函数作用:从DHT11上读取一个Bit数据
***********************************************/
static u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
u8 retry = 0;
//DHT11的Bit开始信号为50us低电平
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//等待变为低电平(等待Bit开始信号)
{retry++;delay_us(1);
}
retry = 0;
while(!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//等待变高电平(代表数据开始传输)
{retry++;delay_us(1);
}
delay_us(30);//等待30us
//0信号为26-28us,1信号则为70us,所以说超过30us去读取引脚状态就可以知道传输的值了
if(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN)) return 1;
else return 0;
}/***********************************************************************
函数名:static u8 DHT11_Read_Byte(void)
参数说明:无
返回值:返回从DHT11上读取的一个byte数据
函数作用:从DHT11上读取一个byte数据
************************************************************************/
static u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
u8 i,dat;
dat=0;
for (i=0;i<8;i++) {dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit();} return dat;
}/**************************************************************************
函数名:u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
参数说明:temp:用于存放温度值(范围:0~50°),humi:用于存放湿度值(范围:20%~90%)
返回值:1:成功读取数据,0:读取数据出错
函数作用:从DHT11上读取温湿度数据(这里省略小数值)
***************************************************************************/
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
{
u8 buf[5];
u8 i;
DHT11_Rst();
if(DHT11_Check()==1) //设备响应正常
{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])//进行校验{*humi=buf[0];*temp=buf[2];}
}else return 0; //设备未成功响应,返回0return 1; //读取数据成功返回1
}
4.2 读取DHT11头文件
#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"/* 设置GPIO脚,默认为PB1 */
#define DHT11_IO GPIOB
#define DHT11_PIN GPIO_Pin_1/* 初始化函数,如果DHT11存在响应则返回1,否则0 */
u8 DHT11_Init(void);
/* 从DHT11读取数据,没有小数部分 */
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);#endif
五.结语
5.1 总结整体思路
首先总结一下。我们思路是通过DHT11的芯片手册来了解DHT11的工作原理。
包括内部电路,数据响应格式,工作时序等。最后根据这些来编写代码。
5.2 对读者的期望
我想通过讲解读取DHT11的例子,让读者知道怎么读取芯片手册,如何剖析工作时序。以及如何编写代码,最后期望的是,通过这个例子,让读者能够去举一反三,能够通过芯片手册去自己分析工作时序,编写代码。这对个人能力的提升是非常有帮助的,以后无论遇到什么模块,能够自己独立完成。
最后,感谢大家的阅读!