DHT11驅動的編寫

前言

本項目主要通過使用STM32F103C8T6作為主控MCU，ESP8266作為數據透傳模塊，接入機智云AIoT云平臺，通過在線智能產品，實現了遠程聯網、溫濕度監測、APP控制等功能。

在上文中，主要介紹了“創建云端產品，燒錄Gagent”，以便讓設備能夠聯網，當然其中也備注了ESP8266燒寫Gagent固件時的注意事項，說明定義數據點的作用。

在本文中，從原理開始講解，闡述DHT11驅動的編寫。

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1、DHT11 簡要介紹

DHT11 器件采用簡化的單總線通信，DATA 引腳用于微處理器與 DHT11 之間的通訊和同步，一次傳送 40 位數據，高位先出。

舉例：

2、時序分析（附代碼）

用戶主機（MCU）發送一次開始信號后，DHT11 從低功耗模式轉換到高速模式，待主機開始信號結束后，DHT11 發送響應信號，送出 40bit 的數據，信號發送如圖所示。

注意：主機（MCU）從 DHT11 讀取的溫濕度數據總是前一次的測量值。

總線空閑：

DHT11 的 DATA 數據線由上拉電阻拉高一直保持高電平，此時 DHT11 的DATA 引腳處于輸入狀態，時刻檢測外部信號。

MCU 發出請求信號：

MCU I/O 設置為輸出同時輸出低電平，且低電平保持時間不能小于 18ms，然后MCU I/O設置為輸入狀態。由于上拉電阻，MCU I/O 即 DHT11 的 DATA 數據線也隨之變高，之后等待 DHT11 作出回答信號。

DHT11 發出應答信號：

當 DHT11 的 DATA 引腳檢測到外部信號有低電平時，等待外部信號低電平結束，延遲后 DHT11 的 DATA引腳處于輸出狀態，輸出 80us的低電平作為應答信號，緊接著輸出 80us 的高電平通知 MCU 準備接收數據，MCU I/O 此時處于輸入狀態，檢測到 DHT11 回應信號后，等待 80us 的高電平后的數據接收。

MCU 接收 40 位數據

由 DHT11 的 DATA 引腳輸出 40 位數據，MCU 根據 I/O 電平的變化來判斷是 “0” 還是 “1” 。

位數據 “0” 的格式為：

50us 的低電平和 26-28us的高電平。

位數據 “1” 的格式為：

50us 的低電平加 70us 的高電平。

DHT11 發出結束信號

DHT11 的 DATA 引腳輸出 40 位數據后，繼續輸出低電平 50us 后轉為輸入狀態，由于上拉電阻存在，變為高電平。

// 本驅動采用 HAL 庫，us 級延時使用通用定時器實現，對 IO 引腳的狀態的改變采用位操作以及直接寄存器操作

// 復位DHT11void DHT11_Rst(void){

                     
DHT11_IO_OUT();   

//設置為輸出  DHT11_DQ_OUT = 0;   

//拉低  HAL_Delay_ms(20);   

//拉低至少18ms  DHT11_DQ_OUT = 1;   

//拉高   HAL_Delay_us(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uint8_t DHT11_Check(void)      

{   

uint8_t retry = 0;  DHT11_IO_IN();      

//設置為輸入   

while(DHT11_DQ_IN && retry < 100)  

//DHT11會拉低40~80us  

{    

retry++;   

 HAL_Delay_us(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++;    

HAL_Delay_us(1);  

}if(retry >= 100)return 1;      

return 0;}

//從DHT11讀取一個位//返回值：1/0uint8_t DHT11_Read_Bit(void)        

{uint8_t retry = 0;while(DHT11_DQ_IN && retry < 100)//等待變為低電平  

{    

retry++;    

HAL_Delay_us(1);  

}  

retry = 0;while(!DHT11_DQ_IN && retry < 100)//等待變高電平  

{    

retry++;    

HAL_Delay_us(1);  

}  

delay_us(40);//等待40usif(DHT11_DQ_IN)return 1;elsereturn 0;       

}


//從DHT11讀取一個字節//返回值：讀到的數據uint8_t DHT11_Read_Byte(void)    

{        

uint8_t i,dat;  dat = 0;for (i=0;i<8;i++)   

{      

dat <<= 1;       

dat |= DHT11_Read_Bit();  

}                

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;2,校驗和錯誤uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp, uint8_t *humi)    

{        

uint8_t buf[5];uint8_t i;  

DHT11_Rst();if(DHT11_Check() == 0)  

{for(i = 0; i < 5; i++)   

//讀取40位數據    

{      

buf[i] = DHT11_Read_Byte();    }if((buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3]) == buf[4])    

{      

*humi = buf[0];        

*temp = buf[2];    

}elsereturn 2;  

// 校驗和錯誤  

}elsereturn 1;return 0;      

}
//初始化DHT11的 IO口, 同時檢測DHT11的存在//返回1:不存在//返回0:存在        

uint8_t DHT11_Init(void){  DHT11_GPIO_Init();


  DHT11_Rst();return DHT11_Check();}

3、使用串口觀察數據

將 printf 函數重定向至與 PC 相連的串口上。由于重定向相關函數已經包含在機智云生成的代碼中（gizwits_product.c），我們直接使用 printf 進行數據打印即可。

#ifdef __GNUC__/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf     

set to 'Yes') calls __io_putchar() */#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)#else#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)#endif /* __GNUC__ *//**  

* @brief  

Retargets the C library printf function to the USART.  

* @param  None  

* @retval None  

*/PUTCHAR_PROTOTYPE{/* Place your implementation of fputc here *//* e.g. write a character to the USART1 and Loop until the end of transmission */  

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);


return ch;}

以下為相關測試代碼：

state = DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity);if(state == 2){printf("the checksum is error


");}else if(!state){printf("temp = %d , humi = %d


", temperature, humidity);}else{printf("DHT11 is not answer


");}

若采集到的數據沒有問題，即可將機智云協議相關代碼移植進工程中。

本文結束。

審核編輯 ：李倩