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

1 j- m3 j9 v1 f# P3 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：

6 w" g- h: ]6 P$ q: \3 E/ W

⏩ 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

* r6 N4 w# U% |$ a8 `1 j

  ?. D% }* n- q4 E' w$ s

⏩ DHT11输出0时序

3 W% Y0 F8 ~* E3 Z0 r% J  H7 s

⏩ DHT11输出1时序

7 Z, v2 L  a+ L+ Y

1 X9 V- I; k' Q" Z0 V

& Z7 Y1 s' F' U0 y

2.硬件设计

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）

! d7 x7 F9 R/ W- }/ O: D

8 V# v1 N; h5 V

3.软件设计

3.1 STM32CubeMX设置

9 B! c  f9 [& [, O( B

➡️ RCC设置外接HSE，时钟设置为72M

8 B/ M8 y/ {% k! x7 ~: I' i

➡️ 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

+ [3 o) F3 C% f- H" M& X

➡️ 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

! N2 f  W) x& U# P5 I* H+ \

➡️ 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

- D8 E& q( n; o3 h8 r

& {: t- ^3 Z! Y. @/ T! [9 \0 u

➡️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

3.2 MDK-ARM软件编程

' x! K! _" S7 z1 Y$ A" C* L( ~

➡️ 在tim.c文件下实现微秒延时（us）函数

1. void delay_us(uint16_t us){
   . |1 z6 D1 W: x: {; Q/ j
2.   uint16_t differ = 0xffff-us-5;
   % B; w5 P% `# [* B# X3 [
3.   //设定TIM7计数器起始值                               
   
4.   __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim7,differ);
   + a+ U6 {( X* H% b" O& X
5.   //启动定时器       
   
6.   HAL_TIM_Base_Start(&htim7);                       
   
7.        
   % x6 v6 j0 C  q3 L1 O* @" N
8.   while(differ < 0xffff-5){        //判断
   
9.     //查询计数器的计数值
   
10.     differ = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim7);               
    # v3 ]8 U* }$ |" v- J/ z
11.   }
    5 ~6 H7 q+ f/ R; Q$ Z" J) u/ K  |; u
12.   HAL_TIM_Base_Stop(&htim7);
    
13. }

复制代码

➡️ 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
   # n' w! f. S6 R
2.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
3.   GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_11;
   
4.   GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
   # B8 L7 z& \& G' i0 a6 O
5.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
   
6. }
   + q- ?# s3 N# m' y: G  j
7. 
   
8. void DHT11_IO_OUT(void){  //IO口方向设置为输出
   5 t& F' _2 D+ D' o9 m! Z
9.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
10.   GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_11;
    
11.   GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    
12.   GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
13.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
    8 y' X* x% i6 }% y9 ]. w
14. }
    8 B) x! Z: m- ?) i
15. 
    
16. void DHT11_Rst(void){                 
    
17.   DHT11_IO_OUT();         //设置为输出
    & A3 R4 X- `$ Y9 s
18.   DHT11_DQ_OUT_LOW;         //拉低
    
19.   HAL_Delay(20);            //至少18ms
    
20.   DHT11_DQ_OUT_HIGH;         //拉高
    2 c9 l; ]3 a. u' d6 o0 H$ a
21.   delay_us(30);             //至少20~40us
    
22. }
    
23. 
    
24. uint8_t DHT11_Check(void){   
    
25.   uint8_t retry=0;
    
26.   DHT11_IO_IN();      
    
27.   while (DHT11_DQ_IN&&retry<100){ //拉低40~80us
    
28.     retry++;
    7 D5 n: w; C* ~& r. B3 U# J1 ?; M$ ~
29.     delay_us(1);
    . `, n( m, t3 y0 s4 h3 Y
30.   };         
    
31.   if(retry>=100)return 1;
    ( M; d- E" I& G# k2 V+ y
32.   else retry=0;
    / O! z9 i2 ]# k6 n+ R( t0 J! ]8 U
33.   while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100){ //拉高40~80us
    
34.     retry++;
    
35.     delay_us(1);
    . y7 J  w9 h: E9 k0 ]0 q
36.   };
    
37.   if(retry>=100)return 1;            
    : U8 |' }9 x" {3 u, R; W
38.   return 0;        //检测到DHT11返回0
    ' |% `$ d2 f! i8 _% J0 {3 ~4 V: s
39. }
    8 G- J/ W( Z; R8 M+ M8 R4 G7 x
40. 
    
41. uint8_t DHT11_Read_Bit(void){
    ' |0 a. h& K" T
42.   uint8_t retry=0;
    ; j( x8 e+ Z$ J5 ?7 v$ f3 I
43.   while(DHT11_DQ_IN&&retry<100){//等待变为低电平
    ; x- u5 m- i! i0 ?3 H0 v$ B$ ]
44.     retry++;
      Q0 k" B5 j+ S, p; `0 ?
45.     delay_us(1);
    
46.   }
    ; j5 D; b( s0 b. ]" t1 N
47.   retry=0;
    
48.   while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100){//等待变为高电平
      }2 ?9 s0 G' J' J# {5 R2 r
49.     retry++;
    / W+ x9 a( C/ W: P& \6 `) y
50.     delay_us(1);
    
51.   }
    
52.   delay_us(40);        //等待40us
    + q  U7 p# [: Q5 R; d
53.   if(DHT11_DQ_IN)return 1;
    
54.   else return 0;                  
    7 {' {8 H- |( Y" [9 h2 E% m
55. }
    
56. 
    ) m, X$ ~) m' l0 _; X$ |
57. uint8_t DHT11_Read_Byte(void){        
    
58.   uint8_t i,dat;
    8 p2 c4 R- H1 z5 [- g- f+ R) T9 a
59.   dat=0;
    ; l8 o8 |! S% Y8 j
60.   for (i=0;i<8;i++){
    
61.     dat<<=1;
    : J5 ]5 _2 B! m
62.     dat|=DHT11_Read_Bit();
    
63.   }                                                    
    0 n% |7 M+ x3 N8 C$ ]
64.   return dat;
    8 t0 u: n+ s; T, i1 R
65. }
    3 R- f% G1 K/ q4 b. h$ x
66. 
    
67. uint8_t DHT11_Read_Data(uint16_t *temp,uint16_t *humi){        
    + U( H4 w4 d' v$ @& [' e8 }# U$ B
68.   uint8_t buf[5];
    * x) N& Q3 c' \0 C6 Z
69.   uint8_t i;
    . d% m2 j/ k/ h2 Z- ]; J9 r$ r7 x' ~
70.   DHT11_Rst();
    
71.   if(DHT11_Check()==0){
    3 L+ E- C- x  J0 s
72.     for(i=0;i<5;i++){
    9 c0 u6 p1 o' a# r+ q8 g/ L# V
73.       buf[i]=DHT11_Read_Byte();
    
74.     }
    1 }+ u7 G. l4 K1 o
75.     if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]){
    % c# a2 I! k, ^1 h% i7 G
76.       *humi=(buf[0]<<8) + buf[1];
    
77.       *temp=(buf[2]<<8) + buf[3];
    0 {$ d% X- D$ ^: p
78.     }
    * M0 @$ X$ [2 G5 W, y$ v  r
79.   }else return 1;
    
80.   return 0;            
    5 g0 z: w: ?- \9 a" B
81. }
    7 f8 R7 ~) F9 z* K0 C+ C0 u  @4 k
82.            
    ( L8 L1 P7 g7 Y/ N' L
83. uint8_t DHT11_Init(void){
    ! d; h8 r' h' D: ]- i( O" b6 e
84.   //PG11的初始化已经在cubemx中完成，可以忽略此段初始化代码
    # @0 q/ i2 k7 T% v, X3 Y
85.   GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;       
    
86.   __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();                       
    + D" a( j3 \0 z+ ^$ }* u% H* e8 e0 g; L
87.   GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11;           
    
88.   GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  
    
89.   GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;         
    $ A# C* E$ @4 Y/ x* a& e$ t6 z9 N0 z, {
90.   GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    - ~; ^* [/ G. R3 Y
91.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);   
    1 C1 F7 _* D  O4 K
92.   DHT11_Rst();
    
93.   return DHT11_Check();
    
94. }

复制代码

. d, M+ n* ~6 Y* `9 n+ X

➡️ 在main.c文件下编写DHT11测试代码

1. int main(void){
   " N; T/ |/ v7 m) [- i9 m: @
2.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   " h) v" T2 B" i, Z  U) T, k/ y7 y
3.   uint16_t temperature;
   & \9 I5 h, A" j8 F( K+ v
4.   uint16_t humidity;
   
5.   /* USER CODE END 1 */
   
6.   HAL_Init();
   + p4 a! C7 U5 z$ u$ m8 ]
7.   SystemClock_Config();
   
8.   MX_GPIO_Init();
   + x+ n# f' n* q. z7 k( J
9.   MX_TIM7_Init();
   ( u9 Y/ ?- F& i5 d
10.   MX_USART1_UART_Init();
    
11.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    6 c$ m  T0 @2 S1 v- \) d! g, A
12.   while(DHT11_Init()){
    $ R. v# m: ]2 p1 Y' b- z
13.     printf("DHT11 Checked failed!!!\r\n");
    . I. n- ?+ ]$ T) K5 }& E
14.     HAL_Delay(500);
    7 |0 g, ?: p& H+ ~9 [3 V5 F) r9 g/ a+ y
15.   }
    
16.   printf("DHT11 Checked Sucess!!!\r\n");
    
17.   /* USER CODE END 2 */
    
18.   while (1){
    
19.     DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);
    % E$ M4 c! j( y
20.     printf("DHT11 Temperature = %d.%d degree\r\n",temperature>>8,temperature&0xff);
    
21.     printf("DHT11 Humidity = %d.%d%%\r\n",humidity>>8,humidity&0xff);               
    3 @+ v& }5 C& J
22.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);
    % T+ J/ u( s" g. A" l: T
23.     HAL_Delay(500);
    4 R1 W/ |/ \8 y4 y2 u/ A' r
24.   }
    
25. }

复制代码

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%

转载自： 嵌入式攻城狮
如有侵权请联系删除
/ T$ O$ R7 o# m4 Y0 z! D8 c$ i
9 g$ J* O# h  S# T8 Z7 j9 O