科星F107开发板学习笔记第二十二章读取温湿度DTH11

只看该作者 · 2013-11-23 09:09

打开板子资料工程《科星F107开发板应用篇之读取温湿度传感器DHT11》
                                             通过串口显示
这里我们主要看一下和温湿度传感器DHT11的数据读写有关的函数，主要就是用IO和一定的延时模拟前面的数据传输时序。
int main(void)
{
  SystemInit();  //系统时钟配置函数  通过不同的定义来选择不同的主频这里设置是72m
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);//打开功能时钟
  USART_CONFIG();
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //初始化LED灯控制引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);  //初始化读取DHT11的IO口PD7
GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_7);
  if (SysTick_Config(72))//配置点滴时钟的频率  时间间隔1us
  {
/* Capture error */
while (1);
  }
前面这些初始化函数我们不再讲解，前面相关笔记已经说得很详细了，希望大家能循序渐进的学习。
我们主要看一下读取温湿度的函数
DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);
进入
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;
}
这就是读取一次数据的过程：
其实就是实现了前面读取数据的时序图，我们这里简要通过前面的图和程序说一下整个流程

1 MCU拉低数据线>18ms 然后拉高20-40US 这里就是函数
DHT11_Rst();做的事情，进入函数
void DHT11_Rst(void)
{
DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT
DHT11_DQ_SET(0); //拉低DQ
delay(20000); //拉低至少18ms
DHT11_DQ_SET(1);; //DQ=1
delay(30);      //主机拉高20~40us
}
2 DHT11如果已经准备好则会响应,首先拉低80us再拉高80us数据线我们可以根据这个检测到DHT11的存在，就是程序后面的函数if(DHT11_Check()==0) 进入函数
   u8 DHT11_Check(void)
{
u8 retry=0;
DHT11_IO_IN();//SET INPUT
while (READ_DHT11_DQ()&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us
{
retry++;
delay(1);
};
if(retry>=100)return 1;
else retry=0;
while (!READ_DHT11_DQ()&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us
{
retry++;
delay(1);
};
if(retry>=100)return 1;
return 0;
}
检测时序，是不是被拉低了80us左右，然后拉高了80us 如果是则DHT11存在返回1 如果不是则DHT11不存在或者未准备好返回0
  3  如果检测到DHT11正常响应，则随后就会收到DHT11返回的40bit，也就是5个字节，按照前面时序图描述的时序来判断每个bit是0还是1 也就是函数
for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
{
buf[i]=DHT11_Read_Byte();
}
进入函数
   u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
u8 i,dat;
dat=0;
   //DHT11_IO_IN();//SET INPUT
for (i=0;i<8;i++)
{
   dat<<=1;
      dat|=DHT11_Read_Bit();
}
return dat;
}
读取一个字节连续读取五次，我们看一下读取每个bit是怎么得到的，其实就是前面时序0和1的判断
u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
u8 retry=0;

while(READ_DHT11_DQ()&&retry<100)//等待变为低电平
{
retry++;
delay(1);
}
retry=0;
while(!READ_DHT11_DQ()&&retry<100)//等待变高电平
{
retry++;
delay(1);
}
delay(40);//等待40us
if(READ_DHT11_DQ())return 1;
else return 0;
}
通过前面的图4 图5 我们可以知道,DHT11传输bit的时序是
0 拉低50us 拉高26-28us
1 拉低50us 拉高70us
程序就是在判断此时序，等待拉低==等待拉高=然后延时40us
如果是0 则已经过了28us 数据进入下一bit的间隙拉低了数据
如果是1 还未倒带80us 数据为高
所以根据此时序可以判断该bit的高低。
Ok这样连续读40bit就得到了我们的数据。前四个字节是温湿度，最后一个字节是前四个字节的校验和。

这样我们就完成了温湿度的读取

一些函数的注解：
因为数据是单线传输，所以存在输出输入的切换，我们这里看一下相关的几个有关IO不同初始化和操作的函数
DHT11_IO_OUT(); 设置为推免输出
#define DHT11_IO_OUT() {GPIOD->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOD->CRL|=0X30000000;
DHT11_IO_IN()  设置为浮空输入
#define DHT11_IO_IN()  {GPIOD->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOD->CRL|=0X80000000;}
我们可以通过数据手册寄存器进行查看这里设置的是PD7，前面我们有专门文档讲解怎么通过寄存器查看我们要设置的功能，这里不在重复。
#define DS18B20_DQ (1<<7)  //数据端口 PD7
#define DHT11_DQ_SET(x) GPIOD->ODR=(GPIOD->ODR&~DS18B20_DQ)|(x ? DS18B20_DQ:0)       设置IO 高低
#define READ_DHT11_DQ() ((GPIOD->IDR&(DS18B20_DQ))?1:0)//读取IO高低

调试信息：