基于K22F的PM2.5+甲醛监测器(2)

只看该作者 · 2015-12-29 00:02

本帖最后由 Ketose 于 2015-12-29 00:02 编辑

使用K22F读DHT11传感器的温湿度值

1、DHT11介绍
DHT11是一款比较便宜的温湿度传感器模块。读取数据只需要占用一个IO口。能够同时测量温度和相对湿度。
2、接口说明
建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻

3、电源引脚
DHT11的供电电压为 3－5.5V。传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。
4、串行接口（单纯双向）

DATA 用于微处理器与 DHT11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.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于“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。

用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11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,DHT11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,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。

1.通讯过程如图1所示

图1

总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11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DHT11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。

图2

总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11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DHT11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，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

数字0信号表示方法如图4所示

图4

数字1信号表示方法.如图5所示

图5

有了以上的知识，使用K22F读DHT11就水到渠成了。我们使用PTB0来连接DHT11的Data线，读取DHT11的数据。原理图如下图6：

图6
代码如下：

复制

/**

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 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url] dht11.h

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] dht11传感器操作模块头文件

 *

 * Copyright (C) sunsjw 2015

 *

 * $Rev: 1.0 $

 *

 ****************************************************************************************

 */

#ifndef __DHT11_H

#define __DHT11_H 



#include <stdint.h>

//IO操作函数        





#define PBout(n) BITBAND_REG(PTB->PDOR,n)

#define PBin(n) BITBAND_REG(PTB->PDIR,n)



#define        DHT11_DQ_OUT PBout(0) //数据端口        PB0 

#define        DHT11_DQ_IN  PBin(0)  //数据端口        PB0



#define DHT11_SETOUT    GPIO_HAL_SetPinDir(PTB,0,kGpioDigitalOutput)

#define DHT11_SETIN     GPIO_HAL_SetPinDir(PTB,0,kGpioDigitalInput)



#define DHT11_HIGH      GPIO_HAL_SetPinOutput(PTB,0)

#define DHT11_LOW       GPIO_HAL_ClearPinOutput(PTB,0)



void DHT11_Init(void);       //初始化DHT11

uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp,uint8_t *humi);//读取温湿度

uint8_t DHT11_Read_Byte(void);  //读出一个字节

uint8_t DHT11_Read_Bit(void);   //读出一个位

uint8_t DHT11_Check(void);      //检测是否存在DHT11

void DHT11_Rst(void);           //复位DHT11  





#endif

实现：

复制

/**

 ****************************************************************************************

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url] dht11.c

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] dht11传感器操作模块文件

 *

 * Copyright (C) sunsjw 2015

 *

 * $Rev: 1.0 $

 *

 ****************************************************************************************

 */

#include "MK22F51212.h"

#include "fsl_port_hal.h"

#include "fsl_gpio_hal.h"



#include "dht11.h"

#include "delay.h"



//复位DHT11

void DHT11_Rst(void)

{

    DHT11_SETOUT;

    DHT11_LOW;                 //拉低DQ

    DelayMs(20);            //拉低至少18ms

    DHT11_HIGH;         //DQ=1

    DelayUs(30);             //主机拉高20~40us

}

//等待DHT11的回应

//返回0:未检测到DHT11的存在,(低电平80us,高电平80us)

//返回1:存在

uint8_t DHT11_Check(void)

{

    uint8_t retry=0;

    DHT11_SETIN;

    //DHT11_IO_IN();//SET INPUT

    while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us

    {

        retry++;

        DelayUs(1);

    };

    if(retry>=100)

      return 0;

    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 0;

    return 1;

}

//从DHT11读取一个位 (起始位50us低电平，26-28us高电平代表0，70us高电平代表1)

//返回值：1/0

uint8_t DHT11_Read_Bit(void)

{

    uint8_t 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(35);//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

uint8_t DHT11_Read_Byte(void)

{

    uint8_t i,dat;

    DHT11_SETIN;

    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

uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp,uint8_t *humi)

{

    uint8_t buf[5];

    uint8_t i;

    DHT11_Rst();

    if(DHT11_Check())

    {

        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 0;

    return 1;

}

//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在

void DHT11_Init(void)

{

    PORT_HAL_SetMuxMode(PORTB,0,kPortMuxAsGpio);

    PORT_HAL_SetPullMode(PORTB,0,kPortPullUp);

    GPIO_HAL_SetPinDir(PTB,0,kGpioDigitalOutput);

    GPIO_HAL_SetPinOutput(PTB,0);                //PB0 输出高

}