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

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

⏩ DHT11输出1时序

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）

3.软件设计

3.1 STM32CubeMX设置

➡️ RCC设置外接HSE，时钟设置为72M

➡️ 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

➡️ 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

➡️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

➡️ 在tim.c文件下实现微秒延时（us）函数

1. void delay_us(uint16_t us){
   
2.   uint16_t differ = 0xffff-us-5;
   
3.   //设定TIM7计数器起始值                               
   
4.   __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim7,differ);
   
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.   }
    
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
   
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. }
   
7. 
   
8. void DHT11_IO_OUT(void){  //IO口方向设置为输出
   
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);
    
14. }
    
15. 
    
16. void DHT11_Rst(void){                 
    
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
    
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++;
    
29.     delay_us(1);
    
30.   };         
    
31.   if(retry>=100)return 1;
    
32.   else retry=0;
    
33.   while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100){ //拉高40~80us
    
34.     retry++;
    
35.     delay_us(1);
    
36.   };
    
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;
    
43.   while(DHT11_DQ_IN&&retry<100){//等待变为低电平
    
44.     retry++;
    
45.     delay_us(1);
    
46.   }
    
47.   retry=0;
    
48.   while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100){//等待变为高电平
    
49.     retry++;
    
50.     delay_us(1);
    
51.   }
    
52.   delay_us(40);        //等待40us
    
53.   if(DHT11_DQ_IN)return 1;
    
54.   else return 0;                  
    
55. }
    
56. 
    
57. uint8_t DHT11_Read_Byte(void){        
    
58.   uint8_t i,dat;
    
59.   dat=0;
    
60.   for (i=0;i<8;i++){
    
61.     dat<<=1;
    
62.     dat|=DHT11_Read_Bit();
    
63.   }                                                    
    
64.   return dat;
    
65. }
    
66. 
    
67. uint8_t DHT11_Read_Data(uint16_t *temp,uint16_t *humi){        
    
68.   uint8_t buf[5];
    
69.   uint8_t i;
    
70.   DHT11_Rst();
    
71.   if(DHT11_Check()==0){
    
72.     for(i=0;i<5;i++){
    
73.       buf[i]=DHT11_Read_Byte();
    
74.     }
    
75.     if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]){
    
76.       *humi=(buf[0]<<8) + buf[1];
    
77.       *temp=(buf[2]<<8) + buf[3];
    
78.     }
    
79.   }else return 1;
    
80.   return 0;            
    
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;       
    
86.   __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();                       
    
87.   GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11;           
    
88.   GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  
    
89.   GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;         
    
90.   GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
91.   HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);   
    
92.   DHT11_Rst();
    
93.   return DHT11_Check();
    
94. }

复制代码

➡️ 在main.c文件下编写DHT11测试代码

1. int main(void){
   
2.   /* USER CODE BEGIN 1 */
   
3.   uint16_t temperature;
   
4.   uint16_t humidity;
   
5.   /* USER CODE END 1 */
   
6.   HAL_Init();
   
7.   SystemClock_Config();
   
8.   MX_GPIO_Init();
   
9.   MX_TIM7_Init();
   
10.   MX_USART1_UART_Init();
    
11.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    
12.   while(DHT11_Init()){
    
13.     printf("DHT11 Checked failed!!!\r\n");
    
14.     HAL_Delay(500);
    
15.   }
    
16.   printf("DHT11 Checked Sucess!!!\r\n");
    
17.   /* USER CODE END 2 */
    
18.   while (1){
    
19.     DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);
    
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);               
    
22.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);
    
23.     HAL_Delay(500);
    
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