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L053驱动DHT11温湿度传感器+串口输出

菜鸟
2016-01-10 19:26:27     打赏
1 DHT11 简介
DHT11 是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。
DHT11 的技术参数如下:
 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 的管脚排列如图 1 所示:

图1


虽然 DHT11 与 DS18B20 类似,都是单总线访问,但是 DHT11 的访问,相对 DS18B20 来说要简单很多。下面我们先来看看 DHT11 的数据结构。DHT11 数字湿温度传感器采用单总线数据格式。即,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。 例如,某次从 DHT11 读到的数据如图 2 所示:


图2

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(=湿度+温度)(校验正确)
可以看出,DHT11的数据格式是十分简单的,DHT11和 MCU的一次通信最大为 3ms左右,建议主机连续读取时间间隔不要小于 100ms。


由上可知,DHT11对时序要求是十分严格,而在HAL库中,系统提供的延时函数只是1ms的,那我们就得编写一个us级别的延时函数~

请见下面代码:


void Delay_Init(unsigned char SYSCLK)
{
    SysTick->CTRL&=0xFFFFFFFB;
    fac_us=SYSCLK/8;
    fac_ms=(unsigned int)fac_us*1000;
}
void delay_us(unsigned int nus)
{	 		  	  
	unsigned long temp;		   
	SysTick->LOAD=(unsigned long)nus*fac_us;
	SysTick->VAL =0x00;           //清空计数器
	SysTick->CTRL=0x01 ;          //开始倒数  
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}
	while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));//等待时间到达 SysTick->CTRL=0x00;       //关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;       //清空计数器	  	    
} 


void delay_ms(unsigned int nms)
{	 		  	  
	unsigned long temp;		   
	SysTick->LOAD=(unsigned long)nms*fac_ms;
	SysTick->VAL =0x00;           //清空计数器
	SysTick->CTRL=0x01 ;          //开始倒数  
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}
	while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));//等待时间到达 SysTick->CTRL=0x00;       //关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;       //清空计数器	  	    
} 

其中, Delay_Init是延时函数的初始化函数,必须在main函数中调用,输入参数是系统的时钟频率,比如说我的MCU时钟是32,那么,Delay_Init(32);即可~

剩下的就是毫秒跟微秒级别的延时函数,同样,输入参数即可。

最后,DHT11的部分驱动代码如下:

//复位DHT11
void DHT11_Rst(void)	   
{                 
	DHT11_IO_OUT(); 	//SET OUTPUT
//  DHT11_DQ_OUT=0; 	//拉低DQ
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
    //HAL_Delay(20*1000);    	//拉低至少18ms
    delay_ms(20);
//  DHT11_DQ_OUT=1; 	//DQ=1 
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
	//HAL_Delay(3);     	//主机拉高20~40us
    delay_us(30);
}
//等待DHT11的回应
//返回1:未检测到DHT11的存在
//返回0:存在
uint8_t DHT11_Check(void) 	   
{   
	uint8_t retry=0;
	DHT11_IO_IN();//SET INPUT	 
    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us { retry++; //HAL_Delay(1); delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1;
	else retry=0;
    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us { retry++; //HAL_Delay(1); delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1;	    
	return 0;
}
//从DHT11读取一个位
//返回值:1/0
uint8_t DHT11_Read_Bit(void) 			 
{
 	uint8_t retry=0;
	while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平 { retry++; //HAL_Delay(1); delay_us(1); } retry=0; while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平 { retry++; //HAL_Delay(1); delay_us(1); } //HAL_Delay(40);//等待40us delay_us(40); 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 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; } //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 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++)//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 uint8_t DHT11_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; __GPIOD_CLK_ENABLE(); GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_2 ; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//普通输出模式 GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;//50MHz GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;//上拉 HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//初始化 DHT11_Rst(); return DHT11_Check(); } 

将上述工程编译后,下载至开发板中,可以看到以下实验现象!




本次解说到此结束!

下面附上本人的代码,欢迎大家前来学习交流。

USART2+dht11+led.rar





关键词: DHT11     温湿度     传感器     串口    

院士
2016-01-10 19:58:41     打赏
2楼
楼主修改了HAL函数里的delay函数的配置,会不会出问题啊?

助工
2016-01-11 13:10:06     打赏
3楼
楼主棒棒哒~

专家
2016-02-16 15:12:58     打赏
4楼
L053驱动DHT11温湿度传感器+串口输出

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