前言

上一篇帖子中，完成了 FRDM-MCXW71 的开箱和VScoede-Zephyr 开发环境的搭建，hello_world 程序可以正常烧录和串口输出。本篇进入核心环节——连接 DHT22 温湿度传感器，编写驱动程序，在串口终端打印实时温湿度数据。

一、硬件连接

1.1 DHT22 传感器简介

DHT22是一款常用的数字温湿度传感器模块：

• 温度测量范围：-40°C ~ +80°C，精度 ±0.5°C

• 湿度测量范围：0~100%RH，精度 ±2%RH

• 供电电压：3.3V ~ 5.5V

• 接口：单总线（1-Wire），只需一根数据线即可通信

1.2 接线方案

DHT22 与 FRDM-MCXW71 的连接非常简单，只需要 3 根线：

DHT22 引脚连接到说明

1.3 为什么选择单总线而不是 I2C？

DHT22 是单总线协议的传感器，与 I2C 不同，它只需要一根数据线，时序由主机（MCU）发起。Zephyr 内置了 dht 驱动（CONFIG_DHT=y），可以自动处理复杂的时序协议，只需配置设备树即可使用。

二、软件实现

2.1 设备树叠加层（.overlay）

设备树是 Zephyr 中描述硬件的核心机制。我们在 boards/frdm_mcxw71.overlay 中完成以下配置：

/ {
    dht22: dht22 {
        compatible = "aosong,dht";
        // 关键修改：改为 gpiod 的 pin 1 (PTD1)
        dio-gpios = <&gpiod 1 (GPIO_PULL_UP | GPIO_ACTIVE_LOW)>;
        dht22;
        status = "okay";
    };

    aliases {
        dht-dev = &dht22;
    };
};

// 确保 GPIOD 时钟已开启
&gpiod {
    status = "okay";
};

GPIO_ACTIVE_LOW：这个是必需的。因为DHT22协议规定，主机发起通信时需将总线拉低。将其设为逻辑“活跃”状态，才能正确产生低电平信号

2.3 Kconfig 配置（prj.conf）

# 基础配置
CONFIG_STDOUT_CONSOLE=y
CONFIG_PRINTK=y

# 日志系统
CONFIG_LOG=y

# 传感器子系统
CONFIG_SENSOR=y

# DHT22 驱动
CONFIG_DHT=y
CONFIG_DHT_CHIP_DHT22=y

# GPIO 支持
CONFIG_GPIO=y

# 禁用 RTIO（避免冲突）
CONFIG_RTIO=n

2.4 主程序代码（main.c 传感器部分）

#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/device.h>
#include <zephyr/drivers/sensor.h>
#include <zephyr/logging/log.h>

LOG_MODULE_REGISTER(main, LOG_LEVEL_INF);

void main(void)
{
    const struct device *dev;
    struct sensor_value temp, humidity;
    int ret;

    printk("\n========================================\n");
    printk("DHT22 温湿度传感器测试程序\n");
    printk("引脚: PTD1 (A0)\n");
    printk("========================================\n\n");

    // 通过设备树别名获取传感器设备
    dev = DEVICE_DT_GET(DT_ALIAS(dht_dev));
    
    if (!device_is_ready(dev)) {
        printk("错误: DHT22 设备未就绪!\n");
        printk("请检查:\n");
        return;
    }
    
    printk("DHT22 传感器初始化成功\n");
    printk("设备名称: %s\n\n", dev->name);

    while (1) {
        // 获取传感器数据
        ret = sensor_sample_fetch(dev);
        
        if (ret != 0) {
            // 打印详细错误码
            printk("采样失败! 错误码: %d\n", ret);
            
            // 根据常见错误码给出提示
            if (ret == -5) {
                printk("提示: 未检测到传感器 (NOT_PRESENT)\n");
            } else if (ret == -16) {
                printk("提示: 数据读取超时 (TIMEOUT)\n");
            } else if (ret == -115) {
                printk("提示: 读取间隔过短 (TOOQUICK)\n");
            }
            
            k_sleep(K_MSEC(2000));
            continue;
        }

        // 获取温度数据
        ret = sensor_channel_get(dev, SENSOR_CHAN_AMBIENT_TEMP, &temp);
        if (ret != 0) {
            printk("获取温度失败: %d\n", ret);
            k_sleep(K_MSEC(2000));
            continue;
        }

        // 获取湿度数据
        ret = sensor_channel_get(dev, SENSOR_CHAN_HUMIDITY, &humidity);
        if (ret != 0) {
            printk("获取湿度失败: %d\n", ret);
            k_sleep(K_MSEC(2000));
            continue;
        }

        // sensor_value 中: val1 是整数部分, val2 是小数部分 (百万分之一)
        printk("Temperature: %d.%06d°C, Humidity: %d.%06d%%RH\n",
               temp.val1, temp.val2, humidity.val1, humidity.val2);

        // DHT22 建议读取间隔大于 2 秒，这里延时 2 秒
        k_sleep(K_MSEC(2000));
    }
}

格式化输出：按要求的格式打印 Temperature: 26.2000°C, Humidity: 92.4%RH。

四、运行结果

烧录完成后，打开串口终端，波特率 115200，按下 RESET 键：

数据每 2 秒刷新一次，温湿度值变化符合预期。用手捂住传感器可以看到温度和湿度同步上升，松开后逐渐回落。

六、总结

本篇完成了 DHT22 温湿度传感器的完整驱动开发流程：

整个过程得益于 Zephyr 内置的 DHT 驱动，开发者无需手动处理复杂的单总线时序，只需做好设备树配置即可。