STM32+DHT11采集温湿度传感器数据-Toy模板网

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1. DHT11介绍

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 的管脚排列如下图：

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DHT11 数字湿温度传感器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 5Byte （ 40Bit ）组成。数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为

40bit ，高位先出。 DHT11 的数据格式为： 8bit 湿度整数数据 +8bit 湿度小数数据 +8bit 温度整数

数据 +8bit 温度小数数据 +8bit 校验和。其中校验和数据为前四个字节相加。传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据( 湿度、温度、整数、小数 ) 之间应该分开处理。

由以上数据就可得到湿度和温度的值，计算方法：

湿度 = byte4 . byte3=45.0 ( ％ RH)

温度 = byte2 . byte1=28.0 ( ℃ )

校验 = byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(= 湿度 + 温度 )( 校验正确 )。

可以看出， DHT11 的数据格式是十分简单的， DHT11 和 MCU 的一次通信最大为 3ms 左右，

建议主机连续读取时间间隔不要小于 100ms 。

2. DHT11 的传输时序

DHT11 的数据发送流程如图：

首先主机发送开始信号，即：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，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。

DHT11 输出数字‘ 0 ’的时序如图：

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DHT11 输出数字‘1’的时序如图：

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3. STM32程序编写

硬件连接：

使用的单片机型号是：STM32F103C8T6

引脚连接：

+ 接 5V

- 接 GND

S 接 PB12

程序编写：

ht11.c：

实现了DHT11传感器读取温湿度数据的功能，具体实现流程如下：

定义DHT11的引脚号和初始化GPIO的函数，包括输出模式和输入模式的初始化。
定义发送开始信号的函数，即先将DQ拉低20ms以上，再拉高20~40us，以唤醒DHT11。
定义检测DHT11回应的函数，即等待DHT11将DQ拉低40~80us，再拉高40~80us，如果在100次内没有检测到DHT11回应，则返回1表示未检测到。
定义从DHT11读取一个位的函数，即等待DQ变为低电平，再等待变高电平，最后延时40us，返回读取到的值。
定义从DHT11读取一个字节的函数，即调用8次读取一个位的函数，将8个位组成一个字节，返回读取到的字节。
定义从DHT11读取一次数据的函数，即调用发送开始信号的函数后，如果检测到DHT11回应，则调用读取一个字节的函数读取40位数据，并计算校验和，如果校验和正确，则将湿度值和温度值分别存到humi和temp指针所指的变量中，返回0表示读取成功，否则返回1表示读取失败。

需要注意的是，DHT11的一次通讯时间最大为3ms，主机连续采样间隔建议不小于100ms，因此在使用此段代码时，需要在主程序中控制采样时间间隔，避免频繁读取导致DHT11无法正常工作。

#include "dht11.h"
#include "delay.h"	
#include "stm32f10x.h"        
//	 		
//DHT11一次通讯时间最大3ms，主机连续采样间隔建议不小于100ms。
//
 

//输出模式
void DHT11_GPIO_Init_OUT(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_12;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

//输入模式
void DHT11_GPIO_Init_IN(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_12;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

//主机发送开始信号
void DHT11_Rst(void)
{
	  DHT11_GPIO_Init_OUT();
    DHT11_DQ_OUT=0; 	//拉低DQ
    delay_ms(20);    	//拉低至少18ms
    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	
	DHT11_GPIO_Init_IN();
    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; 
	    dat|=DHT11_Read_Bit();
    }						    
    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 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();
		}
		if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
		{
			*humi=buf[0];
			*temp=buf[2];
		}
	}else return 1;
	return 0;	    
}

ht11.h：

#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "sys.h"   

IO操作函数											   
#define	DHT11_DQ_OUT PBout(12) //数据端口	PB12
#define	DHT11_DQ_IN  PBin(12)  //数据端口	PB12 

void DHT11_GPIO_Init_OUT(void);
void DHT11_GPIO_Init_IN(void);

u8 DHT11_Init(void);	//初始化DHT11
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度
u8 DHT11_Read_Byte(void);//读出一个字节
u8 DHT11_Read_Bit(void);//读出一个位
u8 DHT11_Check(void);	//检测是否存在DHT11
void DHT11_Rst(void);	//复位DHT11 

#endif

主函数：

实现1s采集一次温湿度数据，并将数据通过串口打印出来。

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "dht11.h"   

extern unsigned int rec_data[4];

 int main(void)
 { 
	u8 temperature;  	    
	u8 humidity; 	 
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	uart_init(9600);	 	//串口初始化为9600
	 
  printf("温湿度开始采集......\r\n");

	while(1)
	{	    	    
		
		DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);		//读取温湿度值
		delay_ms(100);
		
		printf("温度：%d\r\n",temperature); 
		printf("湿度：%d\r\n",humidity);

	}
}

运行效果：

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