STM32驅動DHT11溫濕度傳感器

DHT11 是一款濕溫度一體化的數字傳感器。該傳感器包括一個電阻式測濕元件和一個 NTC
測溫元件，並與一個高性能 8 位單片機相連接。通過單片機等微處理器簡單的電路連接就能夠
實時的采集本地濕度和溫度。 DHT11 與單片機之間能采用簡單的單總線進行通信，僅僅需要一
個 I/O 口。傳感器內部濕度和溫度數據 40Bit 的數據一次性傳給單片機，數據采用校驗和方式
進行校驗，有效的保證數據傳輸的准確性。DHT11 功耗很低，5V 電源電壓下，工作平均最大
電流 0.5mA。
DHT11 的技術參數如下：
  工作電壓范圍：3.3V -5.5V
  工作電流  ：平均 0.5mA
  輸出：單總線數字信號
  測量范圍：濕度 20~90％RH，溫度 0~50℃
  精度  ：濕度±5%，溫度±2℃

  分辨率  ：濕度 1%，溫度 1℃

DHT11有效總線包含三條,VCC GND DAT,看起來與DS18B20類似,但是簡單很多,不需要設置命令,只需要讀取數據包就可以了,

每次讀取數據一共讀取40個BIT也就是五個字節,高位在前MSB

五個字節分別是:  8bit濕度整數數據+8bit濕度小數數據+8bi溫度整數數據+8bit溫度小數數據   +8bit校驗和 

讀寫時序如下

  首先主機發送開始信號，即：(最開始狀態依然是高電平)拉低數據線，保持 t1 （至少 18ms）時間，然后拉高數據線 t2（20~40us）時間，(此時需要轉換輸入輸出模式)然后讀取 DHT11 的響應，正常的話， DHT11 會拉低數據線，保持 t3 （40~50us）時間，作為響應信號，然后 DHT11 拉高數據線，保持 t4（40~50us）時間后，開始輸出數據

  也就是說,每次需要復位,檢查響應,才能開始讀數據,數據的格式如下

    由此我們可以看到,每個數據都是有一個12-14us的起始位開始,是0還是1需要我們監測之后的高電平時間長度,基本上我們可以認為高電平持續時間大於35us的基本就是1了

(注意不能等待這個電平超過40us)因為一次0的時間就是40us,等待太長會可能丟掉下一個數據的起始位(這里我們可以用等待點評延時計數的模式來判定時間,當電平為0,等待他為1,每等待一次計數1us,最后看高電平持續時間)

驅動代碼如下所示

#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H 
#include "ioremap.h"   
#include "delay.h"
#include "uart.h"


//IO方向設置
#define DHT11_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}


////IO操作函數											   
#define	DHT11_DQ_OUT PGout(11) //數據端口	PG11 
#define	DHT11_DQ_IN  PGin(11)  //數據端口	PG11




u8 Dht11Init(void);//初始化DHT11

u8 Dht11ReadData(u8 *temp,u8 *humi);//讀取溫濕度

u8 Dht11ReadByte(void);//讀出一個字節

u8 Dht11ReadBit(void);//讀出一個位


u8 Dht11Check(void);//檢測是否存在DHT11


void Dht11Rst(void);//復位DHT11  

void Dht11Show(void);



#endif

 

#include "dht11.h"


//復位DHT11
void Dht11Rst(void)	   
{                 
    DHT11_IO_OUT(); 	//SET OUTPUT
    DHT11_DQ_OUT=0; 	//拉低DQ
    DelayMs(20);    	//拉低至少18ms
    DHT11_DQ_OUT=1; 	//DQ=1 
    DelayUs(30);     	//主機拉高20~40us
}



//等待DHT11的回應
//返回1:未檢測到DHT11的存在
//返回0:存在
u8 Dht11Check(void) 	   
{   
    u8 retry=0;
    DHT11_IO_IN();//SET INPUT	 
    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11會拉低40~80us
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    };	 
    if(retry>=100)return 1;
    else retry=0;
    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后會再次拉高40~80us
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    };
    if(retry>=100)return 1;	    
    return 0;
}



//從DHT11讀取一個位
//返回值：1/0
u8 Dht11ReadBit(void) 			 
{
    u8 retry=0;
    while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待變為低電平
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    }
    retry=0;
    while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待變高電平
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    }
    DelayUs(40);//等待40us
    if(DHT11_DQ_IN)return 1;
    else return 0;		   
}



//從DHT11讀取一個字節
//返回值：讀到的數據
u8 Dht11ReadByte(void)    
{        
    u8 i,dat;
    dat=0;
    for (i=0;i<8;i++) 
    {
        dat<<=1; 
        dat|=Dht11ReadBit();
    }						    
    return dat;
}



//從DHT11讀取一次數據
//temp:溫度值(范圍:0~50°)
//humi:濕度值(范圍:20%~90%)
//返回值：0,正常;1,讀取失敗
u8 Dht11ReadData(u8 *temp,u8 *humi)    
{        
    u8 buf[5];
    u8 i;
    Dht11Rst();
    if(Dht11Check()==0)
    {
        for(i=0;i<5;i++)//讀取40位數據
        {
            buf[i]=Dht11ReadByte();
        }
        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 同時檢測DHT11的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在    	 
u8 Dht11Init(void)
{
    RCC->APB2ENR|=1<<8;    //使能PORTG口時鍾 
    
    GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;//PORTG.11 推挽輸出
    
    GPIOG->CRH|=0X00003000;
    
    GPIOG->ODR|=1<<11;      //輸出1
    
    Dht11Rst();
    
    return Dht11Check();
}

void Dht11Show(void)
{
	u8 temp,humi;
	if(Dht11ReadData(&temp,&humi))
	{
		printf("DHT11 read failed\r\n");
	}
	else
	{
		printf("溫度 %d 濕度 %d \r\n",temp,humi);
	}
}