STM32F103C8T6温湿度DHT11驱动篇

1 DHT11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和卓越的长期稳定性。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，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。

DHT11温湿度传感器的引脚说明

DHT11温湿度传感器的引脚说明
DHT11数字湿温度传感器采用单总线数据格式。单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。

其数据包由5Byte（40Bit）组成。数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。

DHT11的数据格式为：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。

其中校验和数据为前四个字节相加。 传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据(湿度、温度、整数、小数)之间应该分开处理。

传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据(湿度、温度、整数、小数)之间应该分开处理。

DHT11 开始发送数据流程
主机发送开始信号后,延时等待 20us-40us 后读取 DH11T 的回应信号，读取总线为低电平,说明 DHT11 发送响应信号， DHT11 发送响应信号后，再把总线拉高,准备发送数据,每一 bit 数据都以低电平开始,格式见下面图示。如果读取响应信号为高电平,则 DHT11 没有响应,请检查线路是否连接正常。
首先主机发送开始信号，即：拉低数据线，保持t1（至少18ms）时间，然后拉高数据线t2（20-40us）时间，然后读取DHT11的响应，正常的话，DHT11会拉低数据线，保持t3（40-50us）时间，作为响应信号，然后DHT11拉高数据线，保t4（40~50us）时间后，开始输出数据。

主机复位信号和 DHT11 响应信号

数字‘ 0’信号表示方法

程序要区分数据0和数据1的格式：先判断此时引脚的电平状态，如果是低电平就一直循环等待，直到高电平出现，高电平出现后延时40us，并读取延时后的电平状态，如果此时是高电平，则数据为1，否则为0

传输完40位数据后，传感器再次输出一个50us的低电平后，将数据总线释放，采集过程结束。

原理图：

2 驱动程序

dht11.c

#include "DHT11.h"

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	//后面会改变输入输出状态
                                      //结构体声明在最开头
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
***********************************************/
//这是它的物理工作原理，根据原理拉高或拉低它的引脚来唤醒dht11
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(30);    										//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
	GPIO_ResetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN);        //需要手动拉低？之前自动拉低一直没数据
}


/**********************************************
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口初始化配置
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_APB2PeriphRCC,ENABLE);//换IO口需要修改,时钟设置
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;          //调用引脚
	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_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;  //speed 可随意
	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40~50us
	{
		retry++;
		Delay_us(1);
	}
	if(retry >= 100)	//超时未响应/未收到开始信号，退出检测
	{
		//while(1);
		return 0;
	}
	else 
		retry = 0;
  while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~50us
	{
		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12-14us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116-118us,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0
	return 1;					//读取数据成功返回1
}

dht11.h

#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "stm32f10x.h"
#include "Utils.h"


/* 设置GPIO脚，默认为PB11 */
#define DHT11_IO 		            GPIOB
#define DHT11_PIN		            GPIO_Pin_7
#define DHT11_APB2PeriphRCC     RCC_APB2Periph_GPIOB
/* 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

main

char dis0[16];			   //???????
char dis1[16];			   //???????

//char DHTdata1[5];




int main()
{

	u8 tem1=0;
	u8 hum1=0;
	
	Init();
	//printf("starting stm32 system loding\r\n");
	

	//delay_ms(500);
	//LCD_screen_write_data('2');
	
		printf("wecome to DHT11\n");
	 //???DHT11(?BUG,?????????,???????????)
	 if(!DHT11_Init()){
		 printf(" Error! T DHT11 HAS NO RESPOND...\n");
		 
	 }
	 printf("\r\n THE DHT11 HAS RESPOND");
	 Delay_ms(10);		//????10ms?????,?????????,??DHT11?????

	while(1)
	{
		

		//DHT11--------------start		
		 if(DHT11_Read_Data(&tem1,&hum1))     //&temp?????*temp??,??????
		 {
			printf("\r\n temp: %d,humi: %d",tem1,hum1);  //'%'?????,???????
			sprintf(dis1,"TEMP%dTUM%d",tem1,hum1);
			LCD1602_ShowStr(0,1,dis1);//?? ??
		 }
		 else
		 printf("\r\n EEROR! THE DHT11 HAS NO RESPOND...");//????????,?????????????,

		
		delay_ms(500);
		delay_ms(500);
		//DHT11--------------end			

3 遇到的问题

仿真时一直不显示东西

 刚开始以为是代码问题，进过多次修改测试，还是不行，然后通过实物验证，发现实物是可以的，，，，只能说淘宝上买的山寨版仿真还是不支持，暂时仿真没解决方案。