【藍橋杯嵌入式拓展板】—溫濕度傳感器 DHT11 詳解（附程式原始碼）

一、溫濕度傳感器

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一般應用的時候，默認將Pin1接VDD Pin4接GND, Pin2作為通信引腳

二、通信程序：串行通信

1. 通過一個埠接受來自MCU的命令或者發送給MCU資料，在發送資料的時候，一個完整的資料包含40bit，并且傳感器首先發送高資料位（the sensor sends higher data bit first），
2. 資料格式（從左到右發送）

3. 校驗格式
   求和結果取低八位
   
   正確的舉例校驗：回傳Ture
   
   錯誤的舉例校驗：回傳Fault
   

三、通信時序圖

1、整體時序圖預覽：

2、 MCU 發送開始信號給 DHT

資料單總線空閑狀態為高電壓電平，當單片機與單片機通信時DHT11開始，單片機的程式將資料單總線電壓電平由高到低，這個程序至少需要18ms才能保證DHT檢測到單片機的信號，然后單片機拉升電壓，等待20-40us的DHT回應

3、DHT 回應 MCU

DHT檢測到啟動信號后，會發出低壓回應信號，持續80us，然后DHT程式將資料單總線電壓由低到高設定為80us，為DHT發送資料做準備，
當資料單總線處于低電壓水平時，這意味著DHT正在發送回應信號，一旦DHT發出回應信號，它拉起電壓并保持80us，為資料傳輸做準備，
DHT向單片機發送資料時，每一位資料都從50us低電壓電平開始，隨后的高電壓電平信號的長度決定了資料位是0還是1，(參見下面的圖4和圖5)，

四、程式

DHT11電源為3-5.5V DC，當給傳感器供電時，不要在一秒內給傳感器發送任何指令以通過不穩定狀態，可以在VDD和GND之間增加一個100nF的電容，用于電原始碼波，

1、Mode_Out(uint8_t signal)

//MCU 控制 PA7輸出 “0” 或 “1”
void Mode_Out(uint8_t signal)
{ 
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	if(!signal)
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
	}
	else 
	{	
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
	}
}

2、void Mode_In(void)

//控制MCU接收資料
void Mode_In(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

3、void DHT11_Init(void)

void DHT11_Init(void)
{
	Mode_Out(1);	//開始之前  先拉高信號線		
}

4、uint8_t Receive_Data(void)

//接收 1 Byte 資料
uint8_t Receive_Data(void)
{
	u8 i,temp=0,j=220;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7));//50us低電平結束
		
		Delay_us(40);
		
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7))//為高時
		{
			temp=(temp<<1)|1;
			while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7)&&(j--));	
		}	
		else
		{
			temp=(temp<<1)|0;
		}
	}
	return temp;
}

5、uint8_t Ready_DHT11(void)

uint8_t Ready_DHT11(void)
{
	DHT11_Init();
	
	Mode_Out(0);Delay_us(18000);//18ms
	Mode_Out(1);Delay_us(30);//30us
	
	Mode_In();//輸入模式
	if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7)) //判斷從機的低電平相應
	{
		while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7));//從機發出的80us低電平相應信號結束
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7));//從機發出的80us高電平信號結束
		
		Humidity_H = Receive_Data(); //接收高8位濕度資料
		Humidity_L = Receive_Data(); //接收低8位濕度資料
		
		Temperature_H = Receive_Data(); //接收高8位溫度資料
		Temperature_L = Receive_Data();	//接收低8位溫度資料
		
		Check_Out = Receive_Data();	//接收校驗位	
	}
	if(((Humidity_H+Humidity_L+Temperature_H+Temperature_L)&(0xFF))==Check_Out) //校驗
	{
		return 1;		
	}
	else
	{
		return 0;
	}
			
}

6、用到的延時

void Delay_us(u32 nTime)
{
	SysTick_Config(SystemCoreClock/1000000);
	DelayTiming = nTime;
	while(DelayTiming != 0);
}
void SysTick_Handler(void)
{
	if(DelayTiming != 0){
		DelayTiming--;
	}
}

7、main

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_seg.h"
#include "lcd.h"
#include "bsp_dht11.h"
#include <stdio.h>
u32 DelayTiming = 0;

void Delay_Ms(u32 nTime)
{
	DelayTiming = nTime;

	while(DelayTiming != 0);
}
char txt[20];
int main(void)
{
	SysTick_Config(SystemCoreClock/1000000);
	
	STM3210B_LCD_Init();
	LCD_Clear(White);
	STM3210B_LCD_Init();
	SEG_GPIO_Config();

	LCD_SetTextColor(White);
	LCD_SetBackColor(Blue);

	LCD_ClearLine(Line0);
	LCD_ClearLine(Line1);
	LCD_ClearLine(Line2);
	LCD_ClearLine(Line3);
	LCD_ClearLine(Line4);
	
	LCD_DisplayStringLine(Line1,(u8*)"    SDHT11  DEMO     ");
	LCD_SetTextColor(Blue);
	LCD_SetBackColor(White);

	while(1)
	{
			if(1==Ready_DHT11())
			{
				sprintf(txt,  "Moisture:%2d%%",Humidity_H);
				LCD_DisplayStringLine(Line6,txt);
				sprintf(txt,  "Temperature:%2d",Temperature_H);
				LCD_DisplayStringLine(Line8,txt);
				SEG_Display(Temperature_H/10,Temperature_H%10,12);								
			} 
			Delay_us(1000000);//延時1s
	}
}

顯示，只要讀出對應溫度和濕度的整數部分即可