Esp8266 进阶之路19 【外设篇①】esp8266驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器,采集温湿度传感器到服务器。(附带Demo)
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序号 | SDK版本 | 内容 | 链接 |
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2 | nonos2.0 | 利用GPIO开始使用按钮点亮你的“第一盏灯。 | 点我访问 |
3 | nonos2.0 | 利用 "软件定时器 " 定时0.5秒闪烁点亮一盏LED。 | 点我访问 |
4 | nonos2.0 | 用PWM控制一盏LED的亮度变化。 | 点我访问 |
5 | nonos2.0 | SDK高级使用之封装Post与Get请求云端,拿到“天气预报信息”。 | 点我访问 |
6 | nonos2.0 | 了解 SmartConfig与Airkiss一键配网,给8266配网上云端。无需把wifi名字密码写在固件里。 | 点我访问 |
7 | nonos2.0 | 了解 softAP热点配网模式原理,仿“机智云”定义自己的热点配网模式协议。 | 点我访问 |
8 | nonos2.0 | 你要找的8266作为UDP、TCP客户端或服务端的角色通讯,都在这了。 | 点我访问 |
9 | nonos2.0 | [小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器,局域网点亮一盏LED灯。 | 点我访问 |
10 | nonos2.0 | [小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器,局域网点亮一盏LED灯。 | 点我访问 |
11 | rtos2.0 | 接入阿里智能,点亮一盏LED灯,期待天猫精灵语音控制的不约而至! | 点我访问 |
12 | nonos2.0 | 图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器,实现移动网络远程控制一盏LED。 | 点我访问 |
13 | nonos2.0 | 动手做个8266毕设小案例,smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。 | 点我访问 |
14 | rtos2.0 | FreeRtos系统学习的正确姿势 ------ 环境搭建、烧录。 | 点我访问 |
15 | rtos2.0 | 接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务,点亮一盏LED灯。 | 点我访问 |
16 | nonos2.0 | 基于Nonos移植红外线H1838,实现红外遥控器配网,远程控制一盏灯。 | 点我访问 |
17 | nonos2.0 | esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ,无需按键触发则8266进去一键配网模式。 | 点我访问 |
18 | nonos2.0 | 基于NONOS 实现 OTA 远程升级,实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。 | 点我访问 |
19 | nonos2.0 | 驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器,采集温湿度传感器到服务器。 | 点我访问 |
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33 | rtos3.0 | 如何优雅地像乐鑫原厂封装esp8266底层寄存器的逻辑思维,做成自己的静态库库文件,让第三方人使用? | 点我访问 |
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37 | rtos3.0 | 你要找的基本外设功能都在这里了,包括Gpio、Pwm 和 Uart 接口使用。 | 点我访问 |
38 | rtos3.0 | 一篇文章带你搞掂存储技术 NVS 的认识和使用,如何利用NVS保存整型、字符串、数组以及结构体。 | 点我访问 |
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43 | rtos3.0 | 基于rtos3.0版本扫描周围获取附近可用的 Wi-Fi 热点路由器信息,同样适合esp32。 | 点我访问 |
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文章目录
- @[toc]
- 一、前言;
- 二、效果图和设备连线;
- 三、DHT11的时序解读;
- 四 、DHT11的代码解读;
- 五 、DS18B20的代码解读;
一、前言;
话说在群看到蛮多人不知道8266有很多强大的地方,比如独立驱动传感器比如
DS18B20
,强大之处,无所不在的,可以省去我们很多其他资源,比如现在很多人都是通过89C52来串口通讯8266的 AT 指令来操作上报温湿度传感器,这样的想法有点看小了 8266 ,8266可以单独采集温湿度传感器进而上传到服务器哦!
驱动经典的温度传感器
DS18B20
,串口打印出温度;驱动经典的温湿度传感器
DHT11
,串口打印出温度和湿度;
二、效果图和设备连线;
ds8b20
和dht11
采集的温度误差一度,原因在于ds18b20
的采集精度12Bit
比dht11
的8Bit
高!
- 本博文的实物接线图;
三、DHT11的时序解读;
设备的信息,我相信网上很多大神都讲述的非常清楚,我这里都不再过多详细说了;
- 产品测量范围:湿度:20-90%RH; 温度: 0-50℃ ;
- 测量精度:8Bit;
- 通讯协议:单向双线通讯,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;
通讯的过程,我相信网上很多大神都讲述的非常清楚,同样的,我这里都不再过多详细说了;
- ①:8266拉低总线,下降沿触发
dht11
,低电平持续至少18ms
, 再拉高电平,等待dht11
是否有回复拉低电平; - ②:此刻
dht11
会拉低电平响应信号,持续80us
,表示正确开始通讯,此刻开始拉高电平持续80us
, 准备传送数据! - ③:此刻传来的数据是
0
或者1
,注意0
的高电平持续时间为26us~28us
,而1
的高电平持续时间为80us
(这个各有说法,总的来说是80us) , 这个是不是和红外线的通讯很相似啊? - ④: 通讯完毕之后,需要8266主动拉高电平,因为
dht11
只有MCU主动请求,才会读取温湿度,如果不主动拉高,否则一直在读取温湿度!
通讯流程总图:
当发出数据
0
的时序图:
当发出数据
1
的时序图:
四 、DHT11的代码解读;
- 初始化端脚
GPIO5
:
//注意修改此端脚。需要修改对应的GPIO寄存器
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U, FUNC_GPIO5);
- 读数据之前的时序:
//禁止端口中断操作ets_intr_lock();// 设置连接DHT11的引脚输出为高,持续20毫秒GPIO_OUTPUT_SET(DHT_PIN, 1);delay_ms(20);// 设置连接DHT11的引脚输出为低,持续20毫秒GPIO_OUTPUT_SET(DHT_PIN, 0);delay_ms(20);// 设置连接DHT11的引脚设置为输入,并延时40微秒,准备读写GPIO_DIS_OUTPUT(DHT_PIN);os_delay_us(40);// 限时等待连接DHT11的引脚输入状态变成0,即等待获取DHT响应,如长时间未变为0则转为读取失败状态while (GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN) == 1 && i < DHT_MAXCOUNT) {if (i >= DHT_MAXCOUNT) {goto fail;}i++;}
- 核心代码:
// 通过循环读取DHT返回的40位0、1数据for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++) {// 每次循环计数归零counter = 0;//如果输入引脚状态没有改变,则计数加1并延时1微妙,如果计数超过1000,也就是说同一输入状态持续1000微妙以上,或者输入状态改变,则结束while循环while (GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN) == laststate) {counter++;os_delay_us(1);if (counter == 1000)break;}//记录最新的输入状态laststate = GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN);//如果计数超过1000,结束for循环if (counter == 1000)break;// 根据读取时序,DHT相应开始后,第三次脉冲跳变后的高电平时间长短则为0或者1的值,尔后每次先一个50微妙的开始发送数据信号后为具体数据,据此规律进行脉冲读取//如果为代表0、1数据的脉冲,则读取值,少于模块定义的时长为0,大于为1,通过位操作将收到的5组8位数据分别存入data0至4中,分别代表湿度整数、湿度小数、温度整数、温度小数及校验和的值if ((i > 3) && (i % 2 == 0)) {//默认为0,则左移动一位,最低一位补0data[bits_in / 8] <<= 1;//如果大于32us,则数据为1,和1相与,最低位为1if (counter > BREAKTIME) {data[bits_in / 8] |= 1;}bits_in++;}}
注意事项:
此时序将收到
DHT11
的 5组8位数据,也就是int byte[4]
, 提示1Byte=8bit
, 分别是 湿度整数、湿度小数、温度整数、温度小数及校验和的值。收到5组8位数据后,则计算校验和为: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;
//根据data前4位计算校验和,保留低八位int checksum = (data[0] + data[1] + data[2] + data[3]) & 0xFF;//如果计算得到的校验和与读取到的不一致,则表示读取失败if (data[4] != checksum) {goto fail;}
五 、DS18B20的代码解读;
第一次接触
ds18b20
是在大二2015年时候,老师说个什么ds
, 印象不深刻,记得就是一个传感器,想着应该是很复杂吧。现在再来复习一遍,温故而知新!ds18b20
的操作比上面的dht11
逻辑稍微复杂些,其实我觉得也差不多;大家可参考此视频讲解:点我观看
/******************************************************************************** 函 数 名 : Ds18b20Init* 函数功能 : 初始化* 输 入 : 无* 输 出 : 初始化成功返回1,失败返回0*******************************************************************************/uint8 Ds18b20Init() {int i;PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTMS_U, FUNC_GPIO14);GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //将总线拉低480us~960usos_delay_us(642); //延时642usGPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后拉高总线,如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低while (GPIO_INPUT_GET(DSPORT)) //等待DS18B20拉低总线{Delay1ms(1);i++;if (i > 5) //等待>5MS{return 0; //初始化失败}}return 1; //初始化成功
}/******************************************************************************** 函 数 名 : Ds18b20WriteByte* 函数功能 : 向18B20写入一个字节* 输 入 : com* 输 出 : 无*******************************************************************************/void Ds18b20WriteByte(uint8 dat) {int i, j;for (j = 0; j < 8; j++) {GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //每写入一位数据之前先把总线拉低1usi++;GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, dat & 0x01); //然后写入一个数据,从最低位开始os_delay_us(70); //延时68us,持续时间最少60usGPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后释放总线,至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值dat >>= 1;}
}
/******************************************************************************** 函 数 名 : Ds18b20ReadByte* 函数功能 : 读取一个字节* 输 入 : com* 输 出 : 无*******************************************************************************/uint8 Ds18b20ReadByte() {uint8 byte, bi;int i, j;for (j = 8; j > 0; j--) {GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //先将总线拉低1usi++;GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后释放总线i++;i++; //延时6us等待数据稳定bi = GPIO_INPUT_GET(DSPORT); //读取数据,从最低位开始读取/*将byte左移一位,然后与上右移7位后的bi,注意移动之后移掉那位补0。*/byte = (byte >> 1) | (bi << 7);os_delay_us(48); //读取完之后等待48us再接着读取下一个数}return byte;
}
/******************************************************************************** 函 数 名 : Ds18b20ChangTemp* 函数功能 : 让18b20开始转换温度* 输 入 : com* 输 出 : 无*******************************************************************************/void Ds18b20ChangTemp() {Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令 Ds18b20WriteByte(0x44); //温度转换命令
// Delay1ms(100); //等待转换成功,而如果你是一直刷着的话,就不用这个延时了}
/******************************************************************************** 函 数 名 : Ds18b20ReadTempCom* 函数功能 : 发送读取温度命令* 输 入 : com* 输 出 : 无*******************************************************************************/void Ds18b20ReadTempCom() {Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令Ds18b20WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令
}
/******************************************************************************** 函 数 名 : Ds18b20ReadTemp* 函数功能 : 读取温度* 输 入 : com* 输 出 : 无*******************************************************************************/int Ds18b20ReadTemp() {int temp = 0;uint8 tmh, tml;Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位,先读低字节tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节temp = tmh;temp <<= 8;temp |= tml;return temp;
}
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