DHT11 数字温湿度传感器实验（M4）
DHT11 是广州奥松有限公司生产的一款湿温度一体化的数字传感器。
该传感器包括一个电阻式测湿元件和一个 NTC 测温元件，并与一个高性能 8 位
单片机相连接。通过单片机等微处理器简单的电路连接就能够实时的采集本地湿
度和温度。 DHT11 与单片机之间能采用简单的单总线进行通信，仅仅需要一个
I/O 口。传感器内部湿度和温度数据 40Bit 的数据一次性传给单片机，数据采用
校验和方式进行校验，有效的保证数据传输的准确性。 DHT11 功耗很低， 5V 电
源电压下，工作平均最大电流 0.5mA。
1.DHT11技术性能特征
工作电压范围：3.3V-5.5V
工作电流 ：平均0.5mA
输出：单总线数字信号
测量范围：湿度20~90％RH，温度0~50℃
精度 ：湿度±5%，温度±2℃
分辨率 ：湿度1%，温度1℃
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。
例如，某次从DHT11读到的数据如图所示：
由以上数据就可得到湿度和温度的值，计算方法：
湿度= byte4 . byte3=45.0 (％RH)
温度= byte2 . byte1=28.0 ( ℃)
校验= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(校验正确)
2.DHT11的传输时序
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，保持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
2.软件设计
打开上一微博中的工程， 由于本章不要用 DS18B20，所以，先去掉 ds18b20.c （此时 HARDWARE
组仅剩下： led.c 和 ILI93xx.c）。
然后，在 HARDWARE 文件夹下新建一个 DHT11 的文件夹。然后新建一个 dht11.c 和 dht11.h
的文件保存在 DHT11 文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。
//////dht11.c
#include "dht11.h"
#include "delay.h"
//复位 DHT11
void DHT11_Rst(void)
{
DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT
DHT11_DQ_OUT=0; //拉低 DQ
delay_ms(20); //拉低至少 18ms
DHT11_DQ_OUT=1; //DQ=1
delay_us(30); //主机拉高 20~40us
}
//等待 DHT11 的回应
//返回 1:未检测到 DHT11 的存在
//返回 0:存在
u8 DHT11_Check(void)
{
u8 retry=0;
DHT11_IO_IN();//SET INPUT
while (DHT11_DQ_IN&&retry<100) { retry++; delay_us(1); }//DHT11 会拉低 40~80us
if(retry>=100)return 1;
else retry=0;
while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100) { retry++; delay_us(1); }//DHT11 会拉高 40~80us
if(retry>=100)return 1;
return 0;
}
//从 DHT11 读取一个位
//返回值： 1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
u8 retry=0;
while(DHT11_DQ_IN&&retry<100) { retry++; delay_us(1); }//等待变为低电平
retry=0;
while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100) { retry++; delay_us(1); }//等待变高电平
delay_us(40);//等待 40us
if(DHT11_DQ_IN)return 1;
else return 0;
}
//从 DHT11 读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
u8 i,dat;
dat=0;
for (i=0;i<8;i++)
{
dat<<=1;
dat|=DHT11_Read_Bit();
}
return dat;
}
//从 DHT11 读取一次数据
//temp:温度值(范围:0~50° )
//humi:湿度值(范围:20%~90%)
//返回值： 0,正常;1,读取失败
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
{
u8 buf[5];
u8 i;
DHT11_Rst();
if(DHT11_Check()==0)
{
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])
{
*humi=buf[0];
*temp=buf[2];
}
}else return 1;
return 0;
}
//初始化 DHT11 的 IO 口 DQ 同时检测 DHT11 的存在
//返回 1:不存在
//返回 0:存在
u8 DHT11_Init(void)
{
RCC->AHB1ENR|=1<<6; //使能 PORTG 时钟
GPIO_Set(GPIOG,PIN9,GPIO_MODE_OUT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_50M,
GPIO_PUPD_PU);//PG9 设置
DHT11_Rst();
return DHT11_Check();
}
该部分代码就是根据我们前面介绍的单总线操作时序来读取 DHT11 的温湿度值的， DHT11
的温湿度值通过 DHT11_Read_Data 函数读取， 如果返回 0，则说明读取成功， 返回 1，则说明
读取失败。 保存 dht11.c，并把该文件加入到 HARDWARE 组下，然后我们打开 dht11.h，
// dht11.h
#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "sys.h"
//IO 方向设置
#define DHT11_IO_IN() {GPIOG->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOG->MODER|=0<<9*2;}
//PG9 输入模式
#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOG->MODER|=1<<9*2;}
//PG9 输出模式
////IO 操作函数
#define DHT11_DQ_OUT PGout(9) //数据端口 PG9
#define DHT11_DQ_IN PGin(9) //数据端口 PG9
u8 DHT11_Init(void); //初始化 DHT11
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度
u8 DHT11_Read_Byte(void);//读出一个字节
u8 DHT11_Read_Bit(void); //读出一个位
u8 DHT11_Check(void); //检测是否存在 DHT11
void DHT11_Rst(void); //复位 DHT11
#endif
此部分代码比较简单，接下来，我们先保存这段代码，然后打开 test.c，在该文件下修改
main 函数如下：
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "dht11.h"
int main(void)
{
u8 t=0;
u8 temperature;
u8 humidity;
Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);//设置时钟,168Mhz
delay_init(168); //延时初始化
uart_init(84,115200); //初始化串口波特率为 115200
LED_Init(); //初始化 LED
LCD_Init(); //LCD 初始化
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"ALIX");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"DHT11 TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ALIX");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2018/7/24");
while(DHT11_Init()) //DHT11 初始化
{
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"DHT11 Error");
delay_ms(200);
LCD_Fill(30,130,239,130+16,WHITE);
delay_ms(200);
}
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"DHT11 OK");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Temp: C");
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Humi: %");
while(1)
{
if(t%10==0)//每 100ms 读取一次
{
DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity); //读取温湿度值
LCD_ShowNum(30+40,150,temperature,2,16); //显示温度
LCD_ShowNum(30+40,170,humidity,2,16); //显示湿度
}
delay_ms(10);
t++;
if(t==20)
{
t=0;
LED0=!LED0;
}
}
}