13 雅特力AT32A403开发板评测 13 传感器模块测试 DHT11温湿度传感器
13-雅特力AT32A403开发板评测 传感器模块测试 DHT11温湿度传感器
1.软硬件平台
AT32A403A Board开发板
MDK-ARM Keil
0.96寸 IIC接口 OLED显示模块
传感器模块 DHT11温湿度传感器 BH1750光照强度传感器
DHT11 温湿度传感器
DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 精度湿度+-5%RH， 温度+-2℃，量程湿度20-90%RH， 温度0~50℃。
更多DHT11信息请参考：https://baike.sogou.com/v73984313.htm?fromTitle=DHT11
下图为DHT11的引脚说明图，DATA引脚为信号输入输出。 DS18B20引脚说明
DHT11单总线传感器驱动
DHT11 整体工作时序为：主机发送开始信号、DHT11 响应输出、主机接收 40bit 数据（湿度数据+温度数据+校验值），结束信号（可选）。具体过程如下：
总线空闲状态为高电平，主机拉低总线等待 DHT11 响应, 主机把总线拉低必须大于 18ms，保证 DHT11 能检测到起始信号；
主机发送开始信号结束后，拉高总线电平并延时等待 20-40us 后，读取 DHT11 的响应信号；
DHT11 接收到主机的开始信号后，等待微处理器开始信号结束，发送 80us 低电平响应信号；
DHT11 发送 80us 高电平准备发送数据；
DHT11 发送 40bit 数据（湿度数据+温度数据+校验值）。
起始及响应信号
主机拉低总线至少 18ms，然后再拉高总线，延时 20~40us，此时起始信号（有时也叫复位信号）发送完毕。 DHT11 检测到复位信号后，触发一次采样，并拉低总线 80us 表示响应信号，告诉主机数据已经准备好了。DHT11 之后拉高总线 80us，然后开始传输数据。如果检测到响应信号为高电平，则 DHT11 初始化失败，请检查线路是否连接正常。
读时序
DHT11 开始传输数据。每 1bit 数据都以 50us 低电平开始，告诉主机开始传输一位数据了。DHT11 以高电平的长短定义数据位是 0 还是 1：当 50us 低电平过后拉高总线，高电平持续 26~28us 表示 0，高电平持续 70us 表示数据 1。 当最后 1bit 数据传送完毕后，DHT11 拉低总线 50us，表示数据传输完毕，随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
位数据0表示方式： 以 50us 低电平开始，高电平持续 26~28us 表示 0。
位数据1表示方式： 以 50us 低电平开始，高电平持续 70us 表示 1。
驱动代码
端口初始化
/*
* 函数名：DHT11_GPIO_Config
* 描述 ：配置DHT11用到的I/O口
* 输入 ：无
* 输出 ：无
*/
static void DHT11_GPIO_Config ( void )
{
gpio_init_type gpio_init_struct;
/* enable the gpioa clock */
crm_periph_clock_enable(DHT11_GPIO_CLOCK, TRUE);
/* set default parameter */
gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
/* configure the gpio */
gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
gpio_init_struct.gpio_pins = DHT11_Dout_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
gpio_init(DHT11_Dout_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
}
/*
* 函数名：DHT11_Mode_IPU
* 描述 ：使DHT11-DATA引脚变为上拉输入模式
* 输入 ：无
* 输出 ：无
*/
static void DHT11_Mode_IPU(void)
{
gpio_init_type gpio_init_struct;
/* enable the gpioa clock */
crm_periph_clock_enable(DHT11_GPIO_CLOCK, TRUE);
/* set default parameter */
gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
/* configure the gpio */
gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
gpio_init_struct.gpio_pins = DHT11_Dout_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
gpio_init(DHT11_Dout_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
}
/*
* 函数名：DHT11_Mode_Out_PP
* 描述 ：使DHT11-DATA引脚变为推挽输出模式
* 输入 ：无
* 输出 ：无
*/
static void DHT11_Mode_Out_PP(void)
{
gpio_init_type gpio_init_struct;
/* enable the gpioa clock */
crm_periph_clock_enable(DHT11_GPIO_CLOCK, TRUE);
/* set default parameter */
gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
/* configure the gpio */
gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
gpio_init_struct.gpio_pins = DHT11_Dout_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
gpio_init(DHT11_Dout_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
}
从DHT11读取一个字节
static uint8_t DHT11_ReadByte ( void )
{
uint8_t i, temp=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
/*每bit以50us低电平标置开始，轮询直到从机发出 的50us 低电平 结束*/
while(DHT11_Dout_IN()==Bit_RESET);
/*DHT11 以26~28us的高电平表示“0”，以70us高电平表示“1”，
*通过检测 x us后的电平即可区别这两个状 ，x 即下面的延时
*/
HAL_DelayUs(40); //延时x us 这个延时需要大于数据0持续的时间即可
if(DHT11_Dout_IN()==Bit_SET)/* x us后仍为高电平表示数据“1” */
{
/* 等待数据1的高电平结束 */
while(DHT11_Dout_IN()==Bit_SET);
temp|=(uint8_t)(0x01<<(7-i));//把第7-i位置1，MSB先行
}
else // x us后为低电平表示数据“0”
{
temp&=(uint8_t)~(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置0，MSB先行
}
}
return temp;
}
温湿度数据获取函数
/*
* 一次完整的数据传输为40bit，高位先出
* 8bit 湿度整数 + 8bit 湿度小数 + 8bit 温度整数 + 8bit 温度小数 + 8bit 校验和
*/
uint8_t DHT11_Read_TempAndHumidity(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)
{
/*输出模式*/
DHT11_Mode_Out_PP();
/*主机拉低*/
DHT11_Dout_0;
/*延时18ms*/
HAL_DelayMs(18);
/*总线拉高 主机延时30us*/
DHT11_Dout_1;
HAL_DelayUs(30); //延时30us
/*主机设为输入 判断从机响应信号*/
DHT11_Mode_IPU();
/*判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行*/
if(DHT11_Dout_IN()==Bit_RESET)
{
/*轮询直到从机发出 的80us 低电平 响应信号结束*/
while(DHT11_Dout_IN()==Bit_RESET);
/*轮询直到从机发出的 80us 高电平 标置信号结束*/
while(DHT11_Dout_IN()==Bit_SET);
/*开始接收数据*/
DHT11_Data->humi_int= DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->humi_deci= DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->temp_int= DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->temp_deci= DHT11_ReadByte();
DHT11_Data->check_sum= DHT11_ReadByte();
/*读取结束，引脚改为输出模式*/
DHT11_Mode_Out_PP();
/*主机拉高*/
DHT11_Dout_1;
/*检查读取的数据是否正确*/
if(DHT11_Data->check_sum == DHT11_Data->humi_int + DHT11_Data->humi_deci + DHT11_Data->temp_int+ DHT11_Data->temp_deci)
return SUCCESS;
else
return ERROR;
}
else
return ERROR;
}
drv_dht11.h
#ifndef __BSP_DHT11_H
#define __BSP_DHT11_H
#include "main.h"
typedef struct
{
uint8_t humi_int; //湿度的整数部分
uint8_t humi_deci; //湿度的小数部分
uint8_t temp_int; //温度的整数部分
uint8_t temp_deci; //温度的小数部分
uint8_t check_sum; //校验和
}DHT11_Data_TypeDef;
#define DHT11_Dout_GPIO_PORT GPIOC
#define DHT11_Dout_GPIO_PIN GPIO_PINS_8
#define DHT11_GPIO_CLOCK CRM_GPIOC_PERIPH_CLOCK
#define DHT11_Dout_0 gpio_bits_write(DHT11_Dout_GPIO_PORT,DHT11_Dout_GPIO_PIN,Bit_RESET)
#define DHT11_Dout_1 gpio_bits_write(DHT11_Dout_GPIO_PORT,DHT11_Dout_GPIO_PIN,Bit_SET )
#define DHT11_Dout_IN() gpio_input_data_bit_read( DHT11_Dout_GPIO_PORT, DHT11_Dout_GPIO_PIN )
static void DHT11_GPIO_Config ( void );
void DHT11_Init ( void );
uint8_t DHT11_Read_TempAndHumidity ( DHT11_Data_TypeDef * DHT11_Data );
#endif
案例测试
主函数
#include "main.h"
void OLED_Show_Example(void)
{
OLED_ShowString_08x16(00,0,"AT32 AHT10 OLED");
OLED_ShowString_08x16(0,2,"Time:2024.02.16");
OLED_ShowString_06x08(0,4,"Temp:");
OLED_ShowString_06x08(70,4,"Humi:");
OLED_ShowString_06x08(48,4,"^C");
OLED_ShowString_06x08(116,4,"%");
OLED_ShowString_06x08(0,5,"Light:");
OLED_ShowString_06x08(100,5,"lux");
OLED_ShowCHinese(0,6,13);
OLED_ShowCHinese(16,6,14);
OLED_ShowCHinese(32,6,15);
OLED_ShowCHinese(48,6,16);
OLED_ShowCHinese(64,6,17);
}
void Hardware_Iint(void)
{
system_clock_config();
at32_board_init();
uart_print_init(115200);
printf("Hardware_Init start [ok]\r\n");
module_smg_gpio_iint();
printf("module_smg_gpio_iint [ok]\r\n");
OLED_Init();
printf("OLED_Init [ok]\r\n");
DHT11_Init();
printf("DHT11_Init [ok]\r\n");
BH1750_Init();
printf("BH1750_Init [ok]\r\n");
printf("Hardware_Init end [ok] \r\n");
}
/**
* @brief main function.
* @param none
* @retval none
*/
int main(void)
{
int8_t Temperature;
int8_t Humidity;
float Light,aht_temp,aht_humi;
int8_t aht_err;
DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;
Hardware_Iint();
printf("at_start_a403a board testing 2024-02-16\r\n");
printf("at_start_a403a board module aht10-oled \r\n");
OLED_Show_Example();
while(1)
{
if( DHT11_Read_TempAndHumidity ( & DHT11_Data ) == SUCCESS)
{
Temperature = DHT11_Data.temp_int;
Humidity = DHT11_Data.humi_int;
}
else
{
printf("Read DHT11 ERROR!\r\n");
}
printf("temperature=%d,humidity= %d \r\n" ,Temperature,Humidity);
delay_ms(500);
if (!i2c_CheckDevice(BH1750_Addr))
{
Light = LIght_Intensity();
}
printf("Light_Value:%.1fLx\r\n",Light);
delay_ms(500);
OLED_ShowNumber_UnsignedInteger_06x08(32,4,Temperature,2);
OLED_ShowNumber_UnsignedInteger_06x08(100,4,Humidity,2);
OLED_ShowNumber_Float_06x08(40,5,Light,5,1);
}
}
测试效果
