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【e起DIY】低功耗蓝牙温湿度计：DHT11驱动

本文介绍了恩智浦 FRDM-MCXW71 开发板使用 Zephyr 开发环境实现 DHT11 获取环境温湿度并串口打印的项目设计，包括环境搭建、工程创建、工程代码、编译调试上传、效果演示等流程。

项目介绍

• 准备工作：硬件连接、流程图、开发环境准备等；

• 工程代码：包括主程序代码和配置文件代码；

• 编译上传：工程编译和固件上传等流程；

• 效果演示：使用串口调试插件显示打印的 DHT11 温湿度数据。

硬件连接

实物连接

DHT11 模块 PCB 设计详见：DHT11 模块 .

环境搭建

详见：【e起DIY】低功耗蓝牙温湿度计：介绍、环境搭建、工程测试 .

工程创建

• 从 Zephyr 仓库导入目标工程，在 快速启动面板 中点击 “从仓库导入示例” ；

• 开发板选择 frdm_mcxw71 开发板；

• 示例选择 zephyr/samples/sensor/dht_polling ；

• 应用程序类型，选择存储库应用程序；

• 点击导入，示例应会添加到项目视图中。

配置文件

• 展开左侧 Projects 目录，右击 dht_polling/Project Files/boards 文件夹；

• 新建 frdm_mcxw71.overlay 配置文件；

• 点击 frdm_mcxw71.overlay 并添加如下代码

 / {
  aliases {
   dht0 = &dht11_node;
  };
     dht11_node: dht11 {  
         compatible = "aosong,dht";  
         dio-gpios = <&gpioa 19 GPIO_ACTIVE_LOW>;  
         status = "okay";  
     }; 
 };
 
 &gpioa {  
     status = "okay";  
 };

保存文件。

流程图

工程代码

展开左侧 Projects 目录，点击 dht_polling/Project Files/src/main.c 文件并打开

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 
 #include <zephyr/device.h>
 #include <zephyr/sys/util_macro.h>
 #include <zephyr/kernel.h>
 #include <zephyr/drivers/sensor.h>
 #include <zephyr/drivers/sensor_data_types.h>
 #include <zephyr/rtio/rtio.h>
 #include <zephyr/dsp/print_format.h>
 
 #define DHT_ALIAS(i) DT_ALIAS(_CONCAT(dht, i))
 #define DHT_DEVICE(i, _)                                                      \
  IF_ENABLED(DT_NODE_EXISTS(DHT_ALIAS(i)), (DEVICE_DT_GET(DHT_ALIAS(i)),))
 
 /* Support up to 10 temperature/humidity sensors */
 static const struct device *const sensors[] = {LISTIFY(10, DHT_DEVICE, ())};
 
 #define DHT_IODEV(i, _)                                                      \
  IF_ENABLED(DT_NODE_EXISTS(DHT_ALIAS(i)),                                 \
   (SENSOR_DT_READ_IODEV(_CONCAT(dht_iodev, i), DHT_ALIAS(i),           \
   {SENSOR_CHAN_AMBIENT_TEMP, 0},                                       \
   {SENSOR_CHAN_HUMIDITY, 0})))
 
 LISTIFY(10, DHT_IODEV, (;));
 
 #define DHT_IODEV_REF(i, _)                                                   \
  COND_CODE_1(DT_NODE_EXISTS(DHT_ALIAS(i)), (CONCAT(&dht_iodev, i)), (NULL))
 
 static struct rtio_iodev *dht_iodev[] = { LISTIFY(10, DHT_IODEV_REF, (,)) };
 
 RTIO_DEFINE(dht_ctx, 1, 1);
 
 int main(void)
 {
  int rc;
 
  for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE(sensors); i++) {
   if (!device_is_ready(sensors[i])) {
    printk("sensor: device %s not ready.\n", sensors[i]->name);
    return 0;
   }
  }
 
  while (1) {
   for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE(sensors); i++) {
    struct device *dev = (struct device *) sensors[i];
 
    uint8_t buf[128];
 
    rc = sensor_read(dht_iodev[i], &dht_ctx, buf, 128);
 
    if (rc != 0) {
     printk("%s: sensor_read() failed: %d\n", dev->name, rc);
     return rc;
    }
 
    const struct sensor_decoder_api *decoder;
 
    rc = sensor_get_decoder(dev, &decoder);
 
    if (rc != 0) {
     printk("%s: sensor_get_decode() failed: %d\n", dev->name, rc);
     return rc;
    }
 
    uint32_t temp_fit = 0;
    struct sensor_q31_data temp_data = {0};
 
    decoder->decode(buf,
      (struct sensor_chan_spec) {SENSOR_CHAN_AMBIENT_TEMP, 0},
      &temp_fit, 1, &temp_data);
 
    uint32_t hum_fit = 0;
    struct sensor_q31_data hum_data = {0};
 
    decoder->decode(buf,
      (struct sensor_chan_spec) {SENSOR_CHAN_HUMIDITY, 0},
      &hum_fit, 1, &hum_data);
 
    printk("%16s: temp is %s%d.%d °C humidity is %s%d.%d %%RH\n", dev->name,
     PRIq_arg(temp_data.readings[0].temperature, 2, temp_data.shift),
     PRIq_arg(hum_data.readings[0].humidity, 2, hum_data.shift));
   }
   k_msleep(1000);
  }
  return 0;
 }

保存代码。

工程编译

• 点击“构建项目”图标即可构建项目；

• 构建结束后，终端视图显示内存使用情况；

工程调试

• 点击 Debug 图标以调试应用程序：

• 打开串口监视器工具，运行调试，可获取打印温湿度数据；

效果演示

用手触摸 DHT11 模块，模拟环境温湿度变化，串口打印数值随之变化；

总结

本文介绍了恩智浦 FRDM-MCXW71 开发板使用 Zephyr 开发环境实现 DHT11 获取环境温湿度并串口打印的项目设计，包括环境搭建、工程创建、工程代码、编译调试上传、效果演示等流程，为相关产品的快速开发和应用设计提供了参考。