STM32F4的DHT11初始化与实例分析

STM32—— DHT11

本文主要涉及STM32F4 的DHT11的使用以及相关时序的介绍，最后有工程下载地址。

一、 DHT11的介绍

DHT11的实物图片

1.1 DHT11的经典电路

DHT11的经典电路如下：

DATA 用于微处理器与 DHT1X之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.

二、DHT11的通信

2.1 DHT11的传输数据格式

操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出。

数据格式:
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校验和数据传送正确时校验和数据等“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”所得结果的末8位。

根据DHTx的手册我们可以知道，DHT11工作时单总线协议。用户MCU发送一次开始信号后,DHT1X从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT1X发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT1X接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT1X不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
它的通讯过程如图：

2.2 DHT11 通信分步解析

总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT1X响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT1X能检测到起始信号。DHT1X接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT1X的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。

总线为低电平,说明DHT1X发送响应信号,DHT1X发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.

格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT1X没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT1X拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

三、 DHT11 代码

3.1 引脚图

这个引脚与每个开发板自己的设计有关。

3.2 电路图

3.3 DHT11初始化配置代码

#include "dht11.h"
#include "delay.h"
#include "stdio.h"
#include "LED.h"
//复位DHT11
void DHT11_Rst(void)    
{                 
 DHT11_IO_OUT();  //SET OUTPUT
  DHT11_DQ_OUT=0;  //拉低DQ
  delay_ms(20);     //拉低至少18ms--说明书中有
  DHT11_DQ_OUT=1;  //DQ=1 
 delay_us(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 DHT11_Check(void)     
{   
 u8 retry=0;
 
 DHT11_IO_IN();//SET INPUT  LED1 =!LED1 ;  delay_ms(100);
    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us
 {
  retry++;
  delay_us(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++;
  delay_us(1);
 };
 if(retry>=100)return 1;     
 return 0;
}
//从DHT11读取一个位
//返回值：1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void)     
{
  u8 retry=0;
 while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平
 {
  retry++;
  delay_us(1);
 }
 retry=0;
 while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平
 {
  retry++;
  delay_us(1);
 }
 delay_us(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 DHT11_Read_Byte(void)    
{        
    u8 i,dat;
    dat=0;
 for (i=0;i<8;i++) 
 {
     dat<<=1; //先左移，最先发送的是最高位，所以要先移位再放值
     dat|=DHT11_Read_Bit();
  //如果移位操作放到赋值后面，那么最后一次移位操作会将获得的最高位的数据移出去
  
    }          
    return dat;//保存到的1个字节的数据
}
//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 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)    
{     
  
  u8 buf[5];
 u8 i;
 DHT11_Rst();
 if(DHT11_Check()==0)
 {
  for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
  {
   buf[i]=DHT11_Read_Byte();
  }
  //数据的校验
  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 DHT11_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIO时钟

  //GPIO初始化设置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//50MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化
 DHT11_Rst();
 return DHT11_Check();
}

关于上面的工程，大家可以在我的gitee上面去拉，在master分支下的单片机课设工程中04-OLED显示DHT11的数据,工程下载地址