STM32驱动DHT11温湿度传感器

DHT11 是一款湿温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 位单片机相连接。通过单片机等微处理器简单的电路连接就能够
实时的采集本地湿度和温度。 DHT11 与单片机之间能采用简单的单总线进行通信，仅仅需要一
个 I/O 口。传感器内部湿度和温度数据 40Bit 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 功耗很低，5V 电源电压下，工作平均最大
电流 0.5mA。
DHT11 的技术参数如下：
  工作电压范围：3.3V -5.5V
  工作电流  ：平均 0.5mA
  输出：单总线数字信号
  测量范围：湿度 20~90％RH，温度 0~50℃
  精度  ：湿度±5%，温度±2℃

分辨率  ：湿度 1%，温度 1℃

DHT11有效总线包含三条,VCC GND DAT,看起来与DS18B20类似,但是简单很多,不需要设置命令,只需要读取数据包就可以了,

每次读取数据一共读取40个BIT也就是五个字节,高位在前MSB

五个字节分别是:  8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据  
+8bit校验和

读写时序如下

首先主机发送开始信号，即：(最开始状态依然是高电平)拉低数据线，保持 t1 （至少 18ms）时间，然后拉高数据线 t2（20~40us）时间，(此时需要转换输入输出模式)然后读取 DHT11 的响应，正常的话， DHT11 会拉低数据线，保持 t3 （40~50us）时间，作为响应信号，然后 DHT11 拉高数据线，保持 t4（40~50us）时间后，开始输出数据

也就是说,每次需要复位,检查响应,才能开始读数据,数据的格式如下

由此我们可以看到,每个数据都是有一个12-14us的起始位开始,是0还是1需要我们监测之后的高电平时间长度,基本上我们可以认为高电平持续时间大于35us的基本就是1了

(注意不能等待这个电平超过40us)因为一次0的时间就是40us,等待太长会可能丢掉下一个数据的起始位(这里我们可以用等待点评延时计数的模式来判定时间,当电平为0,等待他为1,每等待一次计数1us,最后看高电平持续时间)

驱动代码如下所示

#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "ioremap.h"
#include "delay.h"
#include "uart.h"

//IO方向设置
#define DHT11_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}

////IO操作函数
#define	DHT11_DQ_OUT PGout(11) //数据端口	PG11
#define	DHT11_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口	PG11

u8 Dht11Init(void);//初始化DHT11

u8 Dht11ReadData(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度

u8 Dht11ReadByte(void);//读出一个字节

u8 Dht11ReadBit(void);//读出一个位

u8 Dht11Check(void);//检测是否存在DHT11

void Dht11Rst(void);//复位DHT11  

void Dht11Show(void);

#endif

#include "dht11.h"

//复位DHT11
void Dht11Rst(void)
{
    DHT11_IO_OUT(); 	//SET OUTPUT
    DHT11_DQ_OUT=0; 	//拉低DQ
    DelayMs(20);    	//拉低至少18ms
    DHT11_DQ_OUT=1; 	//DQ=1
    DelayUs(30);     	//主机拉高20~40us
}

//等待DHT11的回应
//返回1:未检测到DHT11的存在
//返回0:存在
u8 Dht11Check(void)
{
    u8 retry=0;
    DHT11_IO_IN();//SET INPUT
    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    };
    if(retry>=100)return 1;
    else retry=0;
    while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    };
    if(retry>=100)return 1;
    return 0;
}

//从DHT11读取一个位
//返回值：1/0
u8 Dht11ReadBit(void)
{
    u8 retry=0;
    while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    }
    retry=0;
    while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    }
    DelayUs(40);//等待40us
    if(DHT11_DQ_IN)return 1;
    else return 0;
}

//从DHT11读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 Dht11ReadByte(void)
{
    u8 i,dat;
    dat=0;
    for (i=0;i<8;i++)
    {
        dat<<=1;
        dat|=Dht11ReadBit();
    }
    return dat;
}

//从DHT11读取一次数据
//temp:温度值(范围:0~50°)
//humi:湿度值(范围:20%~90%)
//返回值：0,正常;1,读取失败
u8 Dht11ReadData(u8 *temp,u8 *humi)
{
    u8 buf[5];
    u8 i;
    Dht11Rst();
    if(Dht11Check()==0)
    {
        for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
        {
            buf[i]=Dht11ReadByte();
        }
        if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
        {
            *humi=buf[0];
            *temp=buf[2];
        }
    }else return 1;
    return 0;
}

//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
u8 Dht11Init(void)
{
    RCC->APB2ENR|=1<<8;    //使能PORTG口时钟 

    GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;//PORTG.11 推挽输出

    GPIOG->CRH|=0X00003000;

    GPIOG->ODR|=1<<11;      //输出1

    Dht11Rst();

    return Dht11Check();
}

void Dht11Show(void)
{
	u8 temp,humi;
	if(Dht11ReadData(&temp,&humi))
	{
		printf("DHT11 read failed\r\n");
	}
	else
	{
		printf("温度 %d 湿度 %d \r\n",temp,humi);
	}
}