STM32F103C8T6 温湿度 DHT11 ドライバ

1 DHT11 の概要

DHT11 デジタル温湿度センサーは、校正済みのデジタル信号出力を備えた温湿度複合センサーで、特別なデジタルモジュール取得技術と温湿度センシング技術を適用して、製品が非常に高い信頼性と優れた長期安定性を保証します。センサーには抵抗湿度検知素子と NTC 温度測定素子が含まれており、高性能 8 ビット マイクロコントローラーに接続されています。したがって、この製品は、優れた品質、超高速応答、強力な抗干渉能力、および高いコストパフォーマンスという利点を備えています。各 DHT11 センサーは、非常に正確な湿度校正チャンバーで校正されます。校正係数はプログラムの形式で OTP メモリに保存され、これらの校正係数は検出信号の処理中にセンサーで呼び出されます。単線シリアルインターフェイスにより、システム統合が簡単かつ迅速に行えます。超小型サイズと極めて低い消費電力により、このタイプの過酷な用途に最適です。本製品は、接続が容易な4ピン1列ピンパッケージです。

DHT11 温湿度センサーのピンの説明

DHT11 温湿度センサーのピンの説明
DHT11 デジタル湿度温度センサーはシングル バス データ形式を採用しています。単一のデータ ピン ポートで入力と出力の双方向伝送が完了します。

そのデータパケットは 5Byte (40Bit) で構成されます。データは小数部分と整数部分に分割され、完全なデータ送信は 40 ビットで、上位ビットが最初に出力されます。

DHT11 のデータ形式は、8 ビット湿度整数データ + 8 ビット湿度 10 進データ + 8 ビット温度整数データ + 8 ビット温度 10 進データ + 8 ビットチェックサムです。

チェックサム データは、最初の 4 バイトを加算したものです。センサーデータ出力は、エンコードされていないバイナリデータです。データ (湿度、温度、整数、10 進数) は個別に処理する必要があります。

センサーデータ出力はエンコードされていないバイナリデータです。データ (湿度、温度、整数、10 進数) は個別に処理する必要があります。

DHT11 はデータ送信プロセスを開始します
ホストが開始信号を送信した後、DH11T の応答信号を読み取るために遅延後 20us ～ 40us 待ちます バスが Low になり、DHT11 が応答信号を送信したことを示します DHT11 が応答信号を送信した後、バスが High にプルされ、データを送信する準備ができています。データの各ビットは Low レベルで始まり、そのフォーマットは次の図に示されています。読み取り応答信号がハイレベルの場合、DHT11 は応答しません。回線が正常に接続されているか確認してください。
まず、ホストは開始信号を送信します。つまり、データ ラインを t1 (少なくとも 18ms) 時間プルダウンし、次にデータ ラインを t2 (20 ～ 40us) 時間プルアップして、DHT11 の応答を読み取ります。通常、DHT11 は応答信号としてデータ ラインをプルダウンし、t3 (40 ～ 50us) 時間を維持します。その後、DHT11 はデータ ラインを High にプルし、t4 (40 ～ 50us) 時間後にデータの出力を開始します。

ホストリセット信号とDHT11応答信号

デジタル「0」信号の表現方法

プログラムはデータ 0 とデータ 1 のフォーマットを区別する必要があります。まずこの時点でピンのレベル状態を判断し、ローレベルの場合はハイレベルが現れるまでループで待機し、ハイレベルが現れてから 40us 遅延します。遅延後のレベルステータスを読み取ります。この時点でハイレベルであればデータは1、それ以外の場合は0です。

40 ビットのデータが送信された後、センサーは再び 50us の間ローレベルを出力し、その後データバスを解放し、取得プロセスが終了します。

回路図:

ドライバー2名

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

主要

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 つの問題が発生しました

シミュレーション中に何も表示されない

 最初はコードの問題かと思いましたが、何度も修正してテストしても動作しませんでしたが、物理的な検証を行った結果、実際の製品は問題ないことがわかりました、、、、シミュレーションとしか言いようがありません。タオバオで購入した偽造品はまだサポートされておらず、現時点ではシミュレーションの解決策がありません。