1.DHT11简介

DHT11是一款温湿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位单片机连接。通过单片机微处理器简单的电路连接就能够实时的采集湿度和温度。DHT11与STM32之间能采用简单的单总线进行通讯，仅需一个IO口。传感器内部温度和湿度数据40个bit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5个字节（40Bit）组成。数据分小数和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。数据格式如下图示

; a/ F7 \) L3 F5 r  {7 t

根据以上数据，即可算出温度和湿度的值，计算方法如下：

湿度 = byte4.byte3

温度 = byte2.byte1

校验 = byte4 + byte3 + byte2 + byte1

DHT11和单片机的一次通讯最大为3ms左右，建议主机连续读取时间间隔不要小于100ms，下面是DHT11的三种时序：

⏩ 数据发送时序

首先主机发送开始信号，即拉低数据线保持t1（至少18ms）时间，接着拉高数据线t2（20 ~ 40us）时间；然后读取DHT11的响应，正常的话DHT11会拉低数据线并保持t3（40 ~ 50us）时间作为响应信号，接着DHT11拉高数据线并保持t4（40 ~ 50us）时间后，开始传输数据

⏩ DHT11输出0时序

# C& P9 H. {3 K: {5 D

⏩ DHT11输出1时序

2.硬件设计

1 f- T) H: Y! S8 Y. o/ J  a

D1指示灯用来提示系统运行状态，DS18B20温度传感器用来检测环境温度，串口1用来打印温度值

指示灯D1

USART1串口

PG11

TIM7（提供us延时）

: o9 z) w) \4 w+ M1 w! H6 L

3.软件设计

3.1 STM32CubeMX设置

) x  ~9 k4 i) u

➡️ RCC设置外接HSE，时钟设置为72M

/ ~3 ]1 n9 ^1 X% L. {  ~1 H

➡️ PC0设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平

% s5 C3 p2 Y7 ~; p+ h$ a

➡️ USART1选择为异步通讯方式，波特率设置为115200Bits/s，传输数据长度为8Bit，无奇偶校验，1位停止位

➡️ PG11设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速

➡️ 激活TIM7，预分频因子设为72-1，向上计数，自动重载值为65535；因此计数器CNT_CLK = 1MHz，计数器周期为1us

1 X* M. P' V, r+ H& I

➡️输入工程名，选择路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码

" l$ b( v) |* N  `( ]7 P

3.2 MDK-ARM软件编程

➡️ 在tim.c文件下实现微秒延时（us）函数

1. void delay_us(uint16_t us){
   ) C6 ?9 ?5 g; Z" r
2.   uint16_t differ = 0xffff-us-5;
   
3.   //设定TIM7计数器起始值                               
   
4.   __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim7,differ);
   ' l9 S8 k2 X# M( f, G% g+ H* H
5.   //启动定时器       
   
6.   HAL_TIM_Base_Start(&htim7);                       
   
7.        
   
8.   while(differ < 0xffff-5){        //判断
   
9.     //查询计数器的计数值
   
10.     differ = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim7);               
    
11.   }
    / a: v" W' z- Y
12.   HAL_TIM_Base_Stop(&htim7);
    ) ~% K1 G5 a" ~
13. }

复制代码

4 ^4 e) h4 c" F% s5 f! A( K

➡️ 创建DHT11温湿度传感器驱动文件DHT11.c 和相关头文件DHT11.h

1. void DHT11_IO_IN(void){  //IO口方向设置为输入
   - F  w* N) ?3 e
2.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
3.   GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_11;
   
4.   GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
   
5.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
   
6. }
   & V* Z; v# N* L
7. 
   
8. void DHT11_IO_OUT(void){  //IO口方向设置为输出
   % j( @' F% A6 D3 @, V$ v6 \
9.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
10.   GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_11;
    $ @1 z& Y- i  }! Z5 A
11.   GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    
12.   GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
13.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
    ! ^, U0 I2 H, E0 S
14. }
    " f8 q" ^+ N2 B$ c1 u8 d* G
15. 
    " G9 ]$ v; }7 g2 u# X* a
16. void DHT11_Rst(void){                 
    % {" j  F9 ]" N2 k8 i( J
17.   DHT11_IO_OUT();         //设置为输出
    
18.   DHT11_DQ_OUT_LOW;         //拉低
    
19.   HAL_Delay(20);            //至少18ms
    
20.   DHT11_DQ_OUT_HIGH;         //拉高
      x7 ~7 P8 h3 I/ Z$ z* V* [( {0 F, P
21.   delay_us(30);             //至少20~40us
    
22. }
    ; y; ?, p; ]. z% l$ h
23. 
    ! F5 y( _% q9 m, ?
24. uint8_t DHT11_Check(void){   
    ' l6 n- I5 E. g' r) H
25.   uint8_t retry=0;
    , J) w8 G4 ~( J% V
26.   DHT11_IO_IN();      
    
27.   while (DHT11_DQ_IN&&retry<100){ //拉低40~80us
    % |' h/ c2 G0 {; Z$ V
28.     retry++;
    1 P0 z. ], F9 k/ Z+ i
29.     delay_us(1);
    
30.   };         
    8 m% r' ?+ k3 g) \5 t% n
31.   if(retry>=100)return 1;
    
32.   else retry=0;
    ( A7 X" J% Y3 k+ W
33.   while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100){ //拉高40~80us
    
34.     retry++;
    
35.     delay_us(1);
    
36.   };
    3 s+ z/ R3 f/ b  |
37.   if(retry>=100)return 1;            
    
38.   return 0;        //检测到DHT11返回0
    
39. }
    
40. 
    
41. uint8_t DHT11_Read_Bit(void){
    
42.   uint8_t retry=0;
    ' R3 x+ R' E# @; i. o3 B9 \
43.   while(DHT11_DQ_IN&&retry<100){//等待变为低电平
    
44.     retry++;
    
45.     delay_us(1);
    5 W! D& S. a9 g
46.   }
    
47.   retry=0;
    9 S( O$ s  Z! V% ]8 @, J: Y
48.   while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100){//等待变为高电平
    ; B, n( u) @  a1 p8 G' z
49.     retry++;
    , _1 A% n1 \! W" T
50.     delay_us(1);
    
51.   }
    
52.   delay_us(40);        //等待40us
    
53.   if(DHT11_DQ_IN)return 1;
    0 l% L: z2 G( a6 p
54.   else return 0;                  
    
55. }
    
56. 
    
57. uint8_t DHT11_Read_Byte(void){        
    
58.   uint8_t i,dat;
    * p( [, v8 k/ X( T4 \
59.   dat=0;
    
60.   for (i=0;i<8;i++){
    
61.     dat<<=1;
    
62.     dat|=DHT11_Read_Bit();
    
63.   }                                                    
    
64.   return dat;
    * `* k/ e% X1 t* u  ]$ G% x0 T! E
65. }
    8 u, M" ^( }! l3 U, I
66. 
    ! V/ A1 A% w- M# k; h
67. uint8_t DHT11_Read_Data(uint16_t *temp,uint16_t *humi){        
    ( L; i5 F; Y; T- A: b+ L
68.   uint8_t buf[5];
    ; h7 r6 v( B& ~. L: c/ n4 V" j/ ?; p
69.   uint8_t i;
    4 U' j# ^, o$ |& {
70.   DHT11_Rst();
    8 ?8 {; z) ]' J; V3 f
71.   if(DHT11_Check()==0){
    
72.     for(i=0;i<5;i++){
    
73.       buf[i]=DHT11_Read_Byte();
    4 a4 R5 }3 U& ]/ C) E! }
74.     }
    % ]) [. T  i+ h% M. q, D4 J
75.     if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]){
    & \& w1 }1 L8 M. G; {
76.       *humi=(buf[0]<<8) + buf[1];
    
77.       *temp=(buf[2]<<8) + buf[3];
    
78.     }
    
79.   }else return 1;
      `: W) s6 d3 z+ l* b( n" G
80.   return 0;            
    3 `9 J2 \( L( u, V6 _* P, _
81. }
    
82.            
    
83. uint8_t DHT11_Init(void){
    
84.   //PG11的初始化已经在cubemx中完成，可以忽略此段初始化代码
    
85.   GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;       
    ) ^$ D# H7 \. ?. d. |* L
86.   __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();                       
    
87.   GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11;           
    , q) L  F0 F$ A! Z! z! \
88.   GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  
    
89.   GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;         
    / X3 a- s: `" @
90.   GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    : }5 n4 j8 V, i) o& ?
91.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);   
    5 o) z: y$ m- l1 R! ?) ~1 H
92.   DHT11_Rst();
    , X! a, v, R+ d$ W# U
93.   return DHT11_Check();
    
94. }

复制代码

, Y! s2 h5 _! N: G2 `5 o# x

➡️ 在main.c文件下编写DHT11测试代码

1. int main(void){
     `: z: ?1 e( n6 X9 z- c8 O
2.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   7 i! ]3 R$ i0 ~" C( }* h4 C
3.   uint16_t temperature;
   
4.   uint16_t humidity;
   
5.   /* USER CODE END 1 */
   
6.   HAL_Init();
   
7.   SystemClock_Config();
   
8.   MX_GPIO_Init();
   # {7 ^" B3 m+ {" M- A1 d1 a
9.   MX_TIM7_Init();
   
10.   MX_USART1_UART_Init();
    % F6 T  ?5 R! u/ q- h/ X
11.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    % Y3 O$ A9 s" r# P. m3 q
12.   while(DHT11_Init()){
    
13.     printf("DHT11 Checked failed!!!\r\n");
    ' k) M$ `9 O) h+ M
14.     HAL_Delay(500);
    
15.   }
    
16.   printf("DHT11 Checked Sucess!!!\r\n");
    
17.   /* USER CODE END 2 */
    
18.   while (1){
    6 m% g7 W% P. }5 v) B
19.     DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);
    1 h4 ^9 K* A% H* u9 A& F
20.     printf("DHT11 Temperature = %d.%d degree\r\n",temperature>>8,temperature&0xff);
    & y. f/ U3 h3 [$ h. C9 c
21.     printf("DHT11 Humidity = %d.%d%%\r\n",humidity>>8,humidity&0xff);               
    # H: ?" R% f- t6 s2 E7 {
22.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);
    ; R0 b7 o. \* i! G
23.     HAL_Delay(500);
    
24.   }
    
25. }

复制代码

6 p: b! e$ v/ F$ l1 D) u5 F7 J

4.下载验证

编译无误下载到开发板后，可以看到D1指示灯不断闪烁，串口不断打印出当前温湿度值。串口输出如下信息：

DHT11 Checked Sucess!!!

DHT11 Temperature = 28.20 degree

DHT11 Humidity = 30.21%

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8 e0 G' `* S1 e+ ]& _: h( U* d$ O6 H