如何去实现DHT11数据采集并在串口显示出来的设计呢

关于DHT11

DHT11是一款数字温湿度传感器，DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有可靠的稳定性,响应快,抗干扰能力强。传感器包括一个高分子电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接，通过单总线与微处理器通讯，只需要一根线。

相关参数

1、DHT11数据结构
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,具体格式在下面说明。
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+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和
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。如果，某次从传感器中读取如下5Byte数据：





由以上数据格式可以得到温湿度计算方法
humi (湿度)= byte4 . byte3=45.0 (％RH)
temp (温度)= byte2 . byte1=28.0 ( ℃)
jiaoyan(校验)= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73(=humi+temp)(校验正确）
2、DHT11传输数据时序
主机发送开始信号后,延时等待 20us-40us 后读取 DH11T 的回应信号，读取总线为低电平,说明 DHT11 发送响应信号，DHT11 发送响应信号后，再把总线拉高,准备发送数据,每一 bit 数据都以低电平开始。









3、DHT11的数字“0”和数字“1”表示方法
DHT11的数字0和数字1表示方式和常见的不同，一般的数据表示0的是低电平，表示1的是高电平，DHT11不同，开始传输数据之后他数字0的表示方式是高电平26-28us，数字1的表示方式是高电平116-118us。














代码篇

本次实验定义的IO口是PB11，传输的数据是串口一

static void DHT11_Rst(void)
{               
                GPIO_SETOUT();                                                                                        //配置成输出模式
    GPIO_ResetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN); //拉低数据线
    Delay_ms(20);                                                                                    //拉低至少18ms
    GPIO_SetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN);         //拉高数据线
          Delay_us(30);                                                                             //主机拉高20~40us
                GPIO_ResetBits(DHT11_IO,DHT11_PIN);
}
2、DHT11发送响应信号到主机（32单片机），DHT11的数据线会拉低40-50us的，在拉高40-50us，让单片机的IO口检测信号。


函数名：static u8 DHT11_Check(void)
参数说明：无
返回值：检测到回应-->返回1，否则0
函数作用：检测DHT11的响应信号
***********************************************/
static u8 DHT11_Check(void)           
{   
        u8 retry=0;
        GPIO_SETIN();                        //设置为输入模式       
       
  while (!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11会拉低40~50us
        {
                retry++;
                Delay_us(1);
        }
        if(retry >= 100)        //超时未响应/未收到开始信号，退出检测
                return 0;
        else
                retry = 0;
  while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~50us
        {
                retry++;
                Delay_us(1);
        }
        if(retry>=100)                //超时，DHT11工作出错，退出检测
                return 0;
        return 1;                                        //设备正常响应，可以正常工作
}


3、DHT11开始传输数据给单片机，这有两个传输数据的函数，一个是传输字节的，在由传输字节的函数来写传输一个8位字符串的函数。


函数名：static u8 DHT11_Read_Bit(void)
参数说明：无
返回值：返回从DHT11上读取的一个Bit数据
函数作用：从DHT11上读取一个Bit数据
***********************************************/
static u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
        u8 retry = 0;
        //DHT11的Bit开始信号为12-14us低电平
        while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//等待变为低电平(等待Bit开始信号)
        {
                retry++;
                Delay_us(1);
        }
        retry = 0;
        while(!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN) && retry<100)//等待变高电平（代表数据开始传输）
        {
                retry++;
                Delay_us(1);
        }
        Delay_us(30);//等待30us
        //0信号为26-28us，1信号则为116-118us,所以说超过30us去读取引脚状态就可以知道传输的值了
        if(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_IO,DHT11_PIN)) return 1;
        else return 0;                  
}




/***********************************************************************
函数名：static u8 DHT11_Read_Byte(void)
参数说明：无
返回值：返回从DHT11上读取的一个byte数据
函数作用：从DHT11上读取一个byte数据
************************************************************************/
static u8 DHT11_Read_Byte(void)   
{        
  u8 i,dat;
  dat=0;
       
        for (i=0;i<8;i++)
        {
           dat<<=1;
          dat|=DHT11_Read_Bit();
  }       
       
  return dat;
}


4、DHT11数据采集完毕之后通过主函数在串口显示出来


函数名：int main(void)
参数说明：无
返回值：无
函数作用：主函数
***************************************************************************/
int main(void)
{       
         
   clock_init();
         uart_init(115200);                //初始化串口
         printf("wecome to DHT11");
         
         
         //初始化DHT11(有BUG，第一次上电总是失败，按一下复位按钮又能进了)
         if(!DHT11_Init()){
                 printf("rn EEROR! THE DHT11 HAS NO RESPOND...");
                 //while(1);
         }
         printf("rn THE DHT11 HAS RESPOND");
         Delay_ms(10);                //这里延时10ms主要是因为，刚刚接收到响应信息，要等DHT11发送完信息
         
         while(1)
         {
                 if(DHT11_Read_Data(&temp,&humi))
                        printf("rn temp:%d,humi:%d",temp,humi);
                 else
                 //printf("rn EEROR! THE DHT11 HAS NO RESPOND...");//由于是库函数编程，不能准确把握函数的执行时间，
                                                                                                                                                                                                                                        //所以会经常出现这条警告信息
                 Delay_ms(100);
         }
          
}





总结

DHT11是性价比比较高的一个温湿度模块，用串口来显示温湿度来说是比较直观的，长期发布此类文章，喜欢的点个关注吧。