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RA-Eco-RA6M4部分功能测评2

RA-Eco-RA6M4开发板实战：集成DHT11实现温湿度采集与多端显示

在完成RA-Eco-RA6M4开发板的串口通信与OLED显示功能调试后，本次实践将进一步集成DHT11温湿度传感器，通过单总线通信实现环境温湿度的数据采集，并将采集到的信息同步通过OLED屏幕可视化展示与串口打印输出，完整实现“传感器采集-数据处理-多端呈现”的闭环功能。

一、核心器件原理：DHT11单总线通信机制

DHT11是一款低成本、数字输出的温湿度复合传感器，其核心通信依赖单总线协议，仅需一根数据线即可完成主机与从机的数据交互，硬件连接简单但对通信时序要求严格。

1. 单总线基础特性

  • 总线结构：仅需1根DATA线，传感器与开发板的GPIO口连接时，需外接4.7kΩ上拉电阻——闲置时总线被拉为高电平，确保信号稳定；设备通过漏极开路/三态端口接入，避免总线冲突。
  • 通信逻辑：采用“主从模式”，仅当主机（RA6M4开发板）主动发起呼叫时，从机（DHT11）才会应答；若时序错误（如信号时长不匹配），传感器将直接无响应。

2. 数据传输规则

DHT11一次通信传输40位二进制数据，采用“高位先出”格式，具体组成如下：
8位湿度整数数据 + 8位湿度小数数据 + 8位温度整数数据 + 8位温度小数数据 + 8位校验位

  • 校验规则：前4字节数据之和的低8位 = 校验位，用于验证数据有效性；
  • 精度说明：湿度测量范围20%-90%RH（精度±5%RH），温度测量范围0℃-50℃（精度±2℃），小数位通常为0（简化应用场景下可忽略）。

二、硬件连接方案

本次硬件搭建以RA6M4开发板为核心，联动DHT11、OLED模块与串口，具体接线如下表所示，重点确保DHT11的DATA线时序稳定性。

器件 引脚/接口 RA6M4开发板引脚 辅助元件
DHT11 VCC 3.3V -
DHT11 GND GND -
DHT11 DATA P301（GPIO） 4.7kΩ上拉电阻
OLED（I2C） SCL P100 -
OLED（I2C） SDA P101 10K上拉电阻×2
OLED VCC/GND 3.3V/GND -
串口模块 TX/RX 对应UART9引脚 -

注意：DHT11的DATA线切勿直接接5V引脚，RA6M4的GPIO口耐受3.3V电压，错接可能损坏芯片；上拉电阻需紧贴DATA线与3.3V之间，减少信号衰减。

三、软件配置：基于e2studio的开发环境搭建

本次开发使用e2studio IDE，结合瑞萨FSP（Flexible Software Package）配置工具，完成引脚定义、模块初始化等基础配置，核心步骤如下：

1. 项目结构规划

在原有“串口+OLED”项目基础上，新增DHT11相关驱动文件，形成模块化结构，便于维护：

DHT11_demo/
├─ src/
│  ├─ dht11/          // DHT11驱动目录
│  │  ├─ bsp_dht11.c  // 驱动实现（时序控制、数据读取）
│  │  └─ bsp_dht11.h  // 函数声明、宏定义
│  ├─ oled/           // OLED驱动（复用原有代码）
│  ├─ uart/           // UART9驱动（复用原有代码）
│  └─ hal_entry.c     // 主函数（逻辑调度）
└─ ra_cfg/            // FSP配置文件（自动生成）

2. 关键引脚配置（Pin Configuration）

通过e2studio的“Pin Selection”工具配置P301引脚（DHT11的DATA线），参数如下：

  • Port: P3，Pin: 01（即P301）
  • Mode: Output mode（初始高电平）
  • Pull-up/Pull-down: None（依赖外部4.7kΩ上拉）
  • Drive Capacity: Low
  • Output Type: CMOS

配置完成后，点击“Generate Project Content”生成引脚配置代码（g_bsp_pin_cfg）。

3. FSP模块初始化

无需额外启用FSP的专用模块，仅通过GPIO的电平翻转与延时函数模拟单总线时序，因此重点确保以下基础模块已初始化：

  • IOPORT: 控制GPIO引脚电平（用于发送/接收单总线信号）；
  • UART9: 用于串口打印温湿度数据（复用原有初始化函数UART9_Init()）；
  • 延迟函数: 依赖R_BSP_SoftwareDelay()实现微秒级/毫秒级延时（单总线时序核心）。

四、核心代码实现与解析

代码设计遵循“模块化”原则：bsp_dht11.c封装DHT11的底层时序操作，hal_entry.c实现整体逻辑调度（初始化-采集-显示）。

1. DHT11驱动封装（bsp_dht11.c/h）

核心功能是通过GPIO模拟单总线时序，实现“主机发起请求-从机应答-数据接收-校验”的完整流程，关键函数如下：

（1）引脚电平控制宏定义（bsp_dht11.h）

为简化代码，定义DATA线的电平读写宏，便于后续时序调整：

#include "hal_data.h"

// 定义DHT11的DATA引脚（P301）
#define DHT11_DATA_PORT BSP_IO_PORT_03
#define DHT11_DATA_PIN  BSP_IO_PIN_01

// 电平设置宏
#define DHT11_DATA_HIGH()  R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, DHT11_DATA_PIN, BSP_IO_LEVEL_HIGH)
#define DHT11_DATA_LOW()   R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, DHT11_DATA_PIN, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define DHT11_DATA_READ()  R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11_DATA_PIN)

// 函数声明
fsp_err_t DHT11_Init(void);       // 初始化DHT11（发送启动信号）
fsp_err_t DHT11_ReadData(uint8_t *hum_int, uint8_t *hum_dec, uint8_t *temp_int, uint8_t *temp_dec);  // 读取温湿度数据

（2）初始化函数：DHT11_Init()

主机通过拉低DATA线至少18ms，发起启动信号，随后释放总线等待传感器应答：

fsp_err_t DHT11_Init(void)
{
    // 1. 主机拉低总线18ms以上
    DHT11_DATA_LOW();
    R_BSP_SoftwareDelay(20, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);  // 延时20ms，满足启动要求
    
    // 2. 释放总线（外部上拉为高电平）
    DHT11_DATA_HIGH();
    R_BSP_SoftwareDelay(30, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);  // 等待30us，准备接收应答
    
    // 3. 检测传感器应答（从机拉低总线80us）
    if(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_LOW)
    {
        // 4. 等待应答结束（从机拉高总线80us）
        while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_LOW);
        while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_HIGH);
        return FSP_SUCCESS;  // 初始化成功
    }
    return FSP_ERR_INVALID_STATE;  // 无应答，初始化失败
}

（3）数据读取函数：DHT11_ReadData()

解析传感器返回的40位数据，按格式提取温湿度，并通过校验位验证有效性：

// 读取1位二进制数据（单总线位时序解析）
static uint8_t DHT11_ReadBit(void)
{
    uint8_t bit = 0;
    // 主机拉低5us，触发从机发送位信号
    DHT11_DATA_LOW();
    R_BSP_SoftwareDelay(5, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    DHT11_DATA_HIGH();
    
    // 等待从机拉低总线（位起始信号）
    while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_HIGH);
    
    // 延时26-28us：若仍为低电平，则为0；若为高电平，则为1
    R_BSP_SoftwareDelay(27, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    if(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_HIGH) bit = 1;
    
    // 等待位信号结束（总线拉低）
    while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_LOW);
    
    return bit;
}

// 读取1字节数据（8位拼接）
static uint8_t DHT11_ReadByte(void)
{
    uint8_t byte = 0;
    for(uint8_t i=0; i<8; i++)
    {
        byte <<= 1;  // 高位先出，左移补位
        byte |= DHT11_ReadBit();  // 拼接当前位
    }
    return byte;
}

// 读取完整温湿度数据
fsp_err_t DHT11_ReadData(uint8_t *hum_int, uint8_t *hum_dec, uint8_t *temp_int, uint8_t *temp_dec)
{
    uint8_t buf[5] = {0};  // 存储40位数据（5字节）
    
    // 1. 先初始化（发起请求）
    if(DHT11_Init() != FSP_SUCCESS)
        return FSP_ERR_IO;
    
    // 2. 读取5字节数据
    for(uint8_t i=0; i<5; i++)
    {
        buf[i] = DHT11_ReadByte();
    }
    
    // 3. 校验数据有效性
    if(buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] == buf[4])
    {
        *hum_int = buf[0];    // 湿度整数
        *hum_dec = buf[1];    // 湿度小数
        *temp_int = buf[2];   // 温度整数
        *temp_dec = buf[3];   // 温度小数
        return FSP_SUCCESS;
    }
    return FSP_ERR_DATA_CORRUPT;  // 校验失败，数据无效
}

2. 主函数逻辑：hal_entry.c

主函数负责统筹各模块初始化，通过循环实现“LED闪烁提示-温湿度采集-OLED显示-串口打印”的周期性执行：

#include "hal_data.h"
#include "bsp_dht11.h"
#include "bsp_oled.h"   // OLED驱动头文件
#include "bsp_uart9.h"  // UART9驱动头文件

// 全局变量：存储温湿度数据
uint8_t hum_int = 0, hum_dec = 0;
uint8_t temp_int = 0, temp_dec = 0;

void hal_entry(void)
{
    // 1. 初始化GPIO（默认高电平，避免DHT11误触发）
    R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_03_PIN_01, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
    R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);  // 系统稳定延时
    
    // 2. 模块初始化
    UART9_Init();          // 串口初始化
    LED_Init();            // LED初始化（状态提示）
    OLED_Init();           // OLED初始化
    OLED_Clear();          // 清屏
    
    // 3. OLED初始显示（标题）
    OLED_ShowChinese(0, 0, 9);   // 显示“瑞”
    OLED_ShowChinese(16, 0, 10); // 显示“萨”
    OLED_ShowString(32, 0, "RA6M4", 16);  // 开发板型号
    OLED_ShowString(0, 2, "TEMP:  ", 16); // 温度标签
    OLED_ShowString(0, 4, "HUMD:  ", 16); // 湿度标签
    
    // 4. 串口提示信息
    printf("RA6M4 + DHT11 温湿度采集系统启动！\r\n");
    R_BSP_SoftwareDelay(2, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);  // 等待模块就绪
    
    // 5. 主循环：周期性采集与显示
    while(1)
    {
        // LED闪烁提示系统运行
        LED1_ON;
        LED2_ON;
        R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
        LED1_OFF;
        LED2_OFF;
        
        // 读取温湿度数据
        if(DHT11_ReadData(&hum_int, &hum_dec, &temp_int, &temp_dec) == FSP_SUCCESS)
        {
            // 串口打印数据
            printf("湿度：%d.%d %%RH | 温度：%d.%d ℃\r\n", hum_int, hum_dec, temp_int, temp_dec);
            // OLED更新显示（仅显示整数位，简化界面）
            OLED_ShowNum(64, 2, temp_int, 2, 16);  // 温度整数位
            OLED_ShowString(80, 2, "℃", 16);
            OLED_ShowNum(64, 4, hum_int, 2, 16);   // 湿度整数位
            OLED_ShowString(80, 4, "%", 16);
        }
        else
        {
            printf("数据采集失败，请检查DHT11连接或时序！\r\n");
        }
        
        R_BSP_SoftwareDelay(2, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);  // 2秒采集一次
    }

#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

五、功能测试与结果验证

1. 测试环境

  • 供电：开发板通过USB接电脑（5V转3.3V）；
  • 工具：串口调试助手（波特率115200，8位数据位，1位停止位，无校验）；
  • 环境：室温25℃，室内湿度50%RH左右。

2. 测试结果

（1）串口输出

串口调试助手持续打印有效数据，无校验失败提示，示例如下：

RA6M4 + DHT11 温湿度采集系统启动！
湿度：51.0 %RH | 温度：25.0 ℃
湿度：51.0 %RH | 温度：25.0 ℃
湿度：52.0 %RH | 温度：25.0 ℃

（2）OLED显示

屏幕清晰显示“瑞萨RA6M4”标题，以及实时更新的“TEMP: 25℃”和“HUMD: 51%”，无乱码或闪烁现象。

（3）状态提示

LED1与LED2每1秒同步闪烁一次，表明系统正常运行；若DHT11连接松动，串口会打印“数据采集失败”提示，便于故障排查。

六、实操注意事项与问题排查

  1. 时序敏感问题：单总线对延时精度要求高，若使用R_BSP_SoftwareDelay()延时不准（如优化等级过高），可改用定时器中断实现微秒级延时；
  2. 上拉电阻不可缺：未接4.7kΩ上拉电阻时，DATA线信号易受干扰，导致传感器无应答；
  3. 引脚复用冲突：P301若被其他模块（如定时器）占用，需在FSP配置中解除复用，确保为纯GPIO功能；
  4. 电源稳定性：# RA-Eco-RA6M4开发板实战：集成DHT11实现温湿度采集与多端显示
    在完成RA-Eco-RA6M4开发板的串口通信与OLED显示功能调试后，本次实践将进一步集成DHT11温湿度传感器，通过单总线通信实现环境温湿度的数据采集，并将采集到的信息同步通过OLED屏幕可视化展示与串口打印输出，完整实现“传感器采集-数据处理-多端呈现”的闭环功能。

一、核心器件原理：DHT11单总线通信机制

DHT11是一款低成本、数字输出的温湿度复合传感器，其核心通信依赖单总线协议，仅需一根数据线即可完成主机与从机的数据交互，硬件连接简单但对通信时序要求严格。

1. 单总线基础特性

  • 总线结构：仅需1根DATA线，传感器与开发板的GPIO口连接时，需外接4.7kΩ上拉电阻——闲置时总线被拉为高电平，确保信号稳定；设备通过漏极开路/三态端口接入，避免总线冲突。
  • 通信逻辑：采用“主从模式”，仅当主机（RA6M4开发板）主动发起呼叫时，从机（DHT11）才会应答；若时序错误（如信号时长不匹配），传感器将直接无响应。

2. 数据传输规则

DHT11一次通信传输40位二进制数据，采用“高位先出”格式，具体组成如下：
8位湿度整数数据 + 8位湿度小数数据 + 8位温度整数数据 + 8位温度小数数据 + 8位校验位

  • 校验规则：前4字节数据之和的低8位 = 校验位，用于验证数据有效性；
  • 精度说明：湿度测量范围20%-90%RH（精度±5%RH），温度测量范围0℃-50℃（精度±2℃），小数位通常为0（简化应用场景下可忽略）。

二、硬件连接方案

本次硬件搭建以RA6M4开发板为核心，联动DHT11、OLED模块与串口，具体接线如下表所示，重点确保DHT11的DATA线时序稳定性。

器件 引脚/接口 RA6M4开发板引脚 辅助元件
DHT11 VCC 3.3V -
DHT11 GND GND -
DHT11 DATA P301（GPIO） 4.7kΩ上拉电阻
OLED（I2C） SCL P100 -
OLED（I2C） SDA P101 10K上拉电阻×2
OLED VCC/GND 3.3V/GND -
串口模块 TX/RX 对应UART9引脚 -

注意：DHT11的DATA线切勿直接接5V引脚，RA6M4的GPIO口耐受3.3V电压，错接可能损坏芯片；上拉电阻需紧贴DATA线与3.3V之间，减少信号衰减。

三、软件配置：基于e2studio的开发环境搭建

本次开发使用e2studio IDE，结合瑞萨FSP（Flexible Software Package）配置工具，完成引脚定义、模块初始化等基础配置，核心步骤如下：

1. 项目结构规划

在原有“串口+OLED”项目基础上，新增DHT11相关驱动文件，形成模块化结构，便于维护：

DHT11_demo/
├─ src/
│  ├─ dht11/          // DHT11驱动目录
│  │  ├─ bsp_dht11.c  // 驱动实现（时序控制、数据读取）
│  │  └─ bsp_dht11.h  // 函数声明、宏定义
│  ├─ oled/           // OLED驱动（复用原有代码）
│  ├─ uart/           // UART9驱动（复用原有代码）
│  └─ hal_entry.c     // 主函数（逻辑调度）
└─ ra_cfg/            // FSP配置文件（自动生成）

2. 关键引脚配置（Pin Configuration）

通过e2studio的“Pin Selection”工具配置P301引脚（DHT11的DATA线），参数如下：

  • Port: P3，Pin: 01（即P301）
  • Mode: Output mode（初始高电平）
  • Pull-up/Pull-down: None（依赖外部4.7kΩ上拉）
  • Drive Capacity: Low
  • Output Type: CMOS

配置完成后，点击“Generate Project Content”生成引脚配置代码（g_bsp_pin_cfg）。

3. FSP模块初始化

无需额外启用FSP的专用模块，仅通过GPIO的电平翻转与延时函数模拟单总线时序，因此重点确保以下基础模块已初始化：

  • IOPORT: 控制GPIO引脚电平（用于发送/接收单总线信号）；
  • UART9: 用于串口打印温湿度数据（复用原有初始化函数UART9_Init()）；
  • 延迟函数: 依赖R_BSP_SoftwareDelay()实现微秒级/毫秒级延时（单总线时序核心）。

四、核心代码实现与解析

代码设计遵循“模块化”原则：bsp_dht11.c封装DHT11的底层时序操作，hal_entry.c实现整体逻辑调度（初始化-采集-显示）。

1. DHT11驱动封装（bsp_dht11.c/h）

核心功能是通过GPIO模拟单总线时序，实现“主机发起请求-从机应答-数据接收-校验”的完整流程，关键函数如下：

（1）引脚电平控制宏定义（bsp_dht11.h）

为简化代码，定义DATA线的电平读写宏，便于后续时序调整：

#include "hal_data.h"

// 定义DHT11的DATA引脚（P301）
#define DHT11_DATA_PORT BSP_IO_PORT_03
#define DHT11_DATA_PIN  BSP_IO_PIN_01

// 电平设置宏
#define DHT11_DATA_HIGH()  R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, DHT11_DATA_PIN, BSP_IO_LEVEL_HIGH)
#define DHT11_DATA_LOW()   R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, DHT11_DATA_PIN, BSP_IO_LEVEL_LOW)
#define DHT11_DATA_READ()  R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11_DATA_PIN)

// 函数声明
fsp_err_t DHT11_Init(void);       // 初始化DHT11（发送启动信号）
fsp_err_t DHT11_ReadData(uint8_t *hum_int, uint8_t *hum_dec, uint8_t *temp_int, uint8_t *temp_dec);  // 读取温湿度数据

（2）初始化函数：DHT11_Init()

主机通过拉低DATA线至少18ms，发起启动信号，随后释放总线等待传感器应答：

fsp_err_t DHT11_Init(void)
{
    // 1. 主机拉低总线18ms以上
    DHT11_DATA_LOW();
    R_BSP_SoftwareDelay(20, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);  // 延时20ms，满足启动要求
    
    // 2. 释放总线（外部上拉为高电平）
    DHT11_DATA_HIGH();
    R_BSP_SoftwareDelay(30, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);  // 等待30us，准备接收应答
    
    // 3. 检测传感器应答（从机拉低总线80us）
    if(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_LOW)
    {
        // 4. 等待应答结束（从机拉高总线80us）
        while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_LOW);
        while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_HIGH);
        return FSP_SUCCESS;  // 初始化成功
    }
    return FSP_ERR_INVALID_STATE;  // 无应答，初始化失败
}

（3）数据读取函数：DHT11_ReadData()

解析传感器返回的40位数据，按格式提取温湿度，并通过校验位验证有效性：

// 读取1位二进制数据（单总线位时序解析）
static uint8_t DHT11_ReadBit(void)
{
    uint8_t bit = 0;
    // 主机拉低5us，触发从机发送位信号
    DHT11_DATA_LOW();
    R_BSP_SoftwareDelay(5, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    DHT11_DATA_HIGH();
    
    // 等待从机拉低总线（位起始信号）
    while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_HIGH);
    
    // 延时26-28us：若仍为低电平，则为0；若为高电平，则为1
    R_BSP_SoftwareDelay(27, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    if(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_HIGH) bit = 1;
    
    // 等待位信号结束（总线拉低）
    while(DHT11_DATA_READ() == BSP_IO_LEVEL_LOW);
    
    return bit;
}

// 读取1字节数据（8位拼接）
static uint8_t DHT11_ReadByte(void)
{
    uint8_t byte = 0;
    for(uint8_t i=0; i<8; i++)
    {
        byte <<= 1;  // 高位先出，左移补位
        byte |= DHT11_ReadBit();  // 拼接当前位
    }
    return byte;
}

// 读取完整温湿度数据
fsp_err_t DHT11_ReadData(uint8_t *hum_int, uint8_t *hum_dec, uint8_t *temp_int, uint8_t *temp_dec)
{
    uint8_t buf[5] = {0};  // 存储40位数据（5字节）
    
    // 1. 先初始化（发起请求）
    if(DHT11_Init() != FSP_SUCCESS)
        return FSP_ERR_IO;
    
    // 2. 读取5字节数据
    for(uint8_t i=0; i<5; i++)
    {
        buf[i] = DHT11_ReadByte();
    }
    
    // 3. 校验数据有效性
    if(buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] == buf[4])
    {
        *hum_int = buf[0];    // 湿度整数
        *hum_dec = buf[1];    // 湿度小数
        *temp_int = buf[2];   // 温度整数
        *temp_dec = buf[3];   // 温度小数
        return FSP_SUCCESS;
    }
    return FSP_ERR_DATA_CORRUPT;  // 校验失败，数据无效
}

2. 主函数逻辑：hal_entry.c

主函数负责统筹各模块初始化，通过循环实现“LED闪烁提示-温湿度采集-OLED显示-串口打印”的周期性执行：

#include "hal_data.h"
#include "bsp_dht11.h"
#include "bsp_oled.h"   // OLED驱动头文件
#include "bsp_uart9.h"  // UART9驱动头文件

// 全局变量：存储温湿度数据
uint8_t hum_int = 0, hum_dec = 0;
uint8_t temp_int = 0, temp_dec = 0;

void hal_entry(void)
{
    // 1. 初始化GPIO（默认高电平，避免DHT11误触发）
    R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_03_PIN_01, BSP_IO_LEVEL_HIGH);
    R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);  // 系统稳定延时
    
    // 2. 模块初始化
    UART9_Init();          // 串口初始化
    LED_Init();            // LED初始化（状态提示）
    OLED_Init();           // OLED初始化
    OLED_Clear();          // 清屏
    
    // 3. OLED初始显示（标题）
    OLED_ShowChinese(0, 0, 9);   // 显示“瑞”
    OLED_ShowChinese(16, 0, 10); // 显示“萨”
    OLED_ShowString(32, 0, "RA6M4", 16);  // 开发板型号
    OLED_ShowString(0, 2, "TEMP:  ", 16); // 温度标签
    OLED_ShowString(0, 4, "HUMD:  ", 16); // 湿度标签
    
    // 4. 串口提示信息
    printf("RA6M4 + DHT11 温湿度采集系统启动！\r\n");
    R_BSP_SoftwareDelay(2, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);  // 等待模块就绪
    
    // 5. 主循环：周期性采集与显示
    while(1)
    {
        // LED闪烁提示系统运行
        LED1_ON;
        LED2_ON;
        R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
        LED1_OFF;
        LED2_OFF;
        
        // 读取温湿度数据
        if(DHT11_ReadData(&hum_int, &hum_dec, &temp_int, &temp_dec) == FSP_SUCCESS)
        {
            // 串口打印数据
            printf("湿度：%d.%d %%RH | 温度：%d.%d ℃\r\n", hum_int, hum_dec, temp_int, temp_dec);
            // OLED更新显示（仅显示整数位，简化界面）
            OLED_ShowNum(64, 2, temp_int, 2, 16);  // 温度整数位
            OLED_ShowString(80, 2, "℃", 16);
            OLED_ShowNum(64, 4, hum_int, 2, 16);   // 湿度整数位
            OLED_ShowString(80, 4, "%", 16);
        }
        else
        {
            printf("数据采集失败，请检查DHT11连接或时序！\r\n");
        }
        
        R_BSP_SoftwareDelay(2, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);  // 2秒采集一次
    }

#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

五、功能测试与结果验证

1. 测试环境

  • 供电：开发板通过USB接电脑（5V转3.3V）；
  • 工具：串口调试助手（波特率115200，8位数据位，1位停止位，无校验）；
  • 环境：室温25℃，室内湿度50%RH左右。

2. 测试结果

（1）串口输出

串口调试助手持续打印有效数据，无校验失败提示，示例如下：

RA6M4 + DHT11 温湿度采集系统启动！
湿度：51.0 %RH | 温度：25.0 ℃
湿度：51.0 %RH | 温度：25.0 ℃
湿度：52.0 %RH | 温度：25.0 ℃

（2）OLED显示

屏幕清晰显示“瑞萨RA6M4”标题，以及实时更新的“TEMP: 25℃”和“HUMD: 51%”，无乱码或闪烁现象。

（3）状态提示

LED1与LED2每1秒同步闪烁一次，表明系统正常运行；若DHT11连接松动，串口会打印“数据采集失败”提示，便于故障排查。

六、实操注意事项与问题排查

  1. 时序敏感问题：单总线对延时精度要求高，若使用R_BSP_SoftwareDelay()延时不准（如优化等级过高），可改用定时器中断实现微秒级延时；
  2. 上拉电阻不可缺：未接4.7kΩ上拉电阻时，DATA线信号易受干扰，导致传感器无应答；
  3. 引脚复用冲突：P301若被其他模块（如定时器）占用，需在FSP配置中解除复用，确保为纯GPIO功能；
  4. 电源稳定性：DHT11供电波动可能导致数据跳变，可在VCC与GND间并联100nF电容滤波。

七、总结

本次实践基于RA-Eco-RA6M4开发板，成功集成DHT11温湿度传感器，核心收获包括：

  1. 掌握单总线协议的时序设计要点，理解“电平翻转+精准延时”是数字传感器通信的核心；
  2. 强化模块化编程思维，通过驱动封装实现代码复用与维护便捷性；
  3. 验证了RA6M4 GPIO口的灵活性，以及e2studio+FSP工具链在嵌入式开发中的高效性。

后续可进一步拓展功能，如通过蓝牙模块将温湿度数据上传至手机，或添加阈值报警（当温度超过30℃时LED常亮提示）。DHT11供电波动可能导致数据跳变，可在VCC与GND间并联100nF电容滤波。

七、总结

本次实践基于RA-Eco-RA6M4开发板，成功集成DHT11温湿度传感器，核心收获包括：

  1. 掌握单总线协议的时序设计要点，理解“电平翻转+精准延时”是数字传感器通信的核心；
  2. 强化模块化编程思维，通过驱动封装实现代码复用与维护便捷性；
  3. 验证了RA6M4 GPIO口的灵活性，以及e2studio+FSP工具链在嵌入式开发中的高效性。

后续可进一步拓展功能，如通过蓝牙模块将温湿度数据上传至手机，或添加阈值报警（当温度超过30℃时LED常亮提示）。

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