前言
今天我们学习如何利用温湿度模块DHT11检测温湿度，这个模块在日常生活中是比较常见的。
一、温湿度模块
1.介绍
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传
感器。它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。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测
温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快
响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的
湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内
部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集
成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使
其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚
封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。
2.外观
如下图所示：
我们学习时使用的模块外观是3引脚，实际上它有4个引脚，有一个引脚是悬空的。
3.引脚示意图
如下图所示：
这一次学习我们使用的是PG9引脚，其他的造图上接就可以。
二、使用步骤
1.串行通信的过程
如图所示：
从图中我们可以清楚的看到整个通信过程，查看产品手册可以看到这样几句话
也就是说我们需要接收5个8bit的数据，最后拿前面四位和最后以为验证数据的正确性。
接下来编写通信的代码。
引脚初始化
void dht11_init(void)
{
//使能PG9时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
//配置PG9为输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
//配置PE6为输入模式
//引脚初始状态为高电平
PGout(9)=1;
}
通信过程
int32_t dht11_read(uint8_t *pbuf)
{
uint32_t t=0;
int32_t i=0,j=0;
uint8_t d=0;
uint8_t *p=pbuf;
uint32_t check_sum=0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
PGout(9)=0;
delay_ms(20);
PGout(9)=1;
delay_us(30);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
//等待低电平出现
t=0;
while(PGin(9))
{
//超时处理
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -1;
}
}
//检验低电平的合法性
t=0;
while(PGin(9)==0)
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -2;
}
}
t=0;
while(PGin(9))
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -3;
}
}
for(j=0;j<5;j++)
{
d=0;
for(i=7;i>=0;i--)
{
t=0;
while(PGin(9)==0)
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -4;
}
}
delay_us(40);
//判断当前引脚电平
if(PGin(9))
{
d|=1<<i;
//等待高电平完毕
t=0;
while(PGin(9))
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=1000)
{
return -5;
}
}
}
}
p[j]=d;
}
//校验和
check_sum = (p[0]+p[1]+p[2]+p[3])&0xFF;
if(p[4]!=check_sum)
{
return -6;
}
return 0;
}
2.完整代码
代码如下：
#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "sys.h"
#include "stdio.h"
static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
static USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
static NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
static uint16_t d;
struct __FILE {
int handle; /* Add whatever you need here */ };
FILE __stdout;
FILE __stdin;
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART_SendData(USART1,ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
return ch;
}
void delay_ms(uint32_t n)
{
while(n--)
{
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick
SysTick->LOAD = (168000)-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick
}
void delay_us(uint32_t n)
{
while(n--)
{
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick
SysTick->LOAD = (168)-1; // Count from 255 to 0 (256 cycles)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set
}
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick
}
void usart1_init(uint32_t band)
{
//打开硬件时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
//打开串口1硬件时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
//配置PA9和PA10为服用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化
//将PA9和PA10引脚连接到串口1的硬件
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
//配置串口1相关参数：波特率、无校验位、8位数位、1位停止位
USART_InitStructure.USART_BaudRate = band; //波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //8位数据位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //1个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶检验
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //无硬件流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //允许收发数据
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
//配置串口1的中断触发方法 接收一个字节触发中断
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
//配置串口1的中断优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//使能串口1工作
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
void dht11_init(void)
{
//使能PG9时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
//配置PG9为输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
//配置PE6为输入模式
PGout(9)=1;
}
int32_t dht11_read(uint8_t *pbuf)
{
uint32_t t=0;
int32_t i=0,j=0;
uint8_t d=0;
uint8_t *p=pbuf;
uint32_t check_sum=0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
PGout(9)=0;
delay_ms(20);
PGout(9)=1;
delay_us(30);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//复用功能模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
//等待低电平出现
t=0;
while(PGin(9))
{
//超时处理
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -1;
}
}
//检验低电平的合法性
t=0;
while(PGin(9)==0)
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -2;
}
}
t=0;
while(PGin(9))
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -3;
}
}
for(j=0;j<5;j++)
{
d=0;
for(i=7;i>=0;i--)
{
t=0;
while(PGin(9)==0)
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=4000)
{
return -4;
}
}
delay_us(40);
//判断当前引脚电平
if(PGin(9))
{
d|=1<<i;
//等待高电平完毕
t=0;
while(PGin(9))
{
t++;
delay_us(1);
if(t>=1000)
{
return -5;
}
}
}
}
p[j]=d;
}
//校验和
check_sum = (p[0]+p[1]+p[2]+p[3])&0xFF;
if(p[4]!=check_sum)
{
return -6;
}
return 0;
}
int main(void)
{
int32_t rt=0;
uint8_t buf[5]={
0};
usart1_init(115200);
dht11_init();
while(1)
{
rt=dht11_read(buf);
if(rt==0)
{
printf("T:%d.%d,H:%d.%d\r\n",buf[2],buf[3],buf[0],buf[1]);
}else
{
printf("dht11 error code %d\r\n",rt);
}
delay_ms(2000);
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
//检查标志位
if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
{
d=USART_ReceiveData(USART1);
printf(d+"");
//清空标志位
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
}
}
我们通过串口将数据打印到串口助手上，如果对串口不太熟悉可以下面这个介绍
基于STM32F4实现串口通信（usart）
最后我们来看看运行效果，如图所示：
