STM32传感器外设集--温湿度模块（DHT11）
2024-05-20 19:21:30
目录
原理图
介绍
main.c
bsp_dht11.h
bsp_dht11.c
core_delay.h
core_delay.c
原理图
介绍
DHT11是我们最常见的一种温湿度传感器，但是精度不是特别高，我这边直接借用野火官方例程
main.c
int main(void)
{DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;/* 初始化系统定时器 */SysTick_Init();USART_Config();//初始化串口1printf("\r\n***野火STM32 dht11 温湿度传感器实验***\r\n");/*初始化DTT11的引脚*/DHT11_Init ();while(1){ /*调用DHT11_Read_TempAndHumidity读取温湿度，若成功则输出该信息*/if( DHT11_Read_TempAndHumidity ( & DHT11_Data ) == SUCCESS){printf("\r\n读取DHT11成功!\r\n\r\n湿度为%d.%d ％RH ，温度为 %d.%d℃ \r\n",\DHT11_Data.humi_int,DHT11_Data.humi_deci,DHT11_Data.temp_int,DHT11_Data.temp_deci);} else{printf("Read DHT11 ERROR!\r\n");}Delay_ms(2000);}}bsp_dht11.h
#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H#include "stm32f10x.h"/************************** DHT11 数据类型定义********************************/
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;/************************** DHT11 连接引脚定义********************************/
#define DHT11_Dout_SCK_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define DHT11_Dout_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOC#define DHT11_Dout_GPIO_PORT GPIOC
#define DHT11_Dout_GPIO_PIN GPIO_Pin_0/************************** DHT11 函数宏定义********************************/
#define DHT11_Dout_0 GPIO_ResetBits ( DHT11_Dout_GPIO_PORT, DHT11_Dout_GPIO_PIN )
#define DHT11_Dout_1 GPIO_SetBits ( DHT11_Dout_GPIO_PORT, DHT11_Dout_GPIO_PIN ) #define DHT11_Dout_IN() GPIO_ReadInputDataBit ( DHT11_Dout_GPIO_PORT, DHT11_Dout_GPIO_PIN ) /************************** DHT11 函数声明 ********************************/
void DHT11_Init ( void );
uint8_t DHT11_Read_TempAndHumidity ( DHT11_Data_TypeDef * DHT11_Data );;#endif /* __DHT11_H */bsp_dht11.c
#include "./dht11/bsp_dht11.h"
#include "./dwt_delay/core_delay.h" static void DHT11_GPIO_Config ( void );
static void DHT11_Mode_IPU ( void );
static void DHT11_Mode_Out_PP ( void );
static uint8_t DHT11_ReadByte ( void );/* 可以在下面的宏定义中把后面的延时函数替换换SysTick的延时函数，就是想用那个就换成那个的 */#define DHT11_DELAY_US(us) CPU_TS_Tmr_Delay_US(us)
#define DHT11_DELAY_MS(ms) CPU_TS_Tmr_Delay_MS(ms)/*** @brief DHT11 初始化函数* @param 无* @retval 无*/
void DHT11_Init ( void )
{DHT11_GPIO_Config ();DHT11_Dout_1; // 拉高GPIOB10
}/** 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 )
{ /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /*开启DHT11_Dout_GPIO_PORT的外设时钟*/DHT11_Dout_SCK_APBxClock_FUN ( DHT11_Dout_GPIO_CLK, ENABLE ); /*选择要控制的DHT11_Dout_GPIO_PORT引脚*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Dout_GPIO_PIN; /*设置引脚模式为通用推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /*设置引脚速率为50MHz */ GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /*调用库函数，初始化DHT11_Dout_GPIO_PORT*/GPIO_Init ( DHT11_Dout_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure ); }/** 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_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*选择要控制的DHT11_Dout_GPIO_PORT引脚*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Dout_GPIO_PIN;/*设置引脚模式为浮空输入模式*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ; /*调用库函数，初始化DHT11_Dout_GPIO_PORT*/GPIO_Init(DHT11_Dout_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); }/** 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_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*选择要控制的DHT11_Dout_GPIO_PORT引脚*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_Dout_GPIO_PIN; /*设置引脚模式为通用推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /*设置引脚速率为50MHz */ GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;/*调用库函数，初始化DHT11_Dout_GPIO_PORT*/GPIO_Init(DHT11_Dout_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); }/* * 从DHT11读取一个字节，MSB先行*/
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 */DHT11_DELAY_US(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;}/** 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*/DHT11_DELAY_MS(18);/*总线拉高 主机延时30us*/DHT11_Dout_1; DHT11_DELAY_US(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;}elsereturn ERROR;}/*************************************END OF FILE******************************/
core_delay.h
#ifndef __CORE_DELAY_H
#define __CORE_DELAY_H#include "stm32f10x.h"#define USE_DWT_DELAY 1 /* 使用dwt内核精确延时 */#if USE_DWT_DELAY
#define USE_TICK_DELAY 0 /* 不使用SysTick延时 */
#else
#define USE_TICK_DELAY 1 /* 使用SysTick延时 */
#endif/*简单任务管理*/
#define TASK_ENABLE 0
#define NumOfTask 3#if USE_DWT_DELAY//#define Delay_ms(ms) CPU_TS_Tmr_Delay_MS(ms)
//#define Delay_us(us) CPU_TS_Tmr_Delay_US(us)
///* 最大延时 60s=2的32次方/72000000 */
//#define Delay_s(s) CPU_TS_Tmr_Delay_S(s)/* 获取内核时钟频率 */
#define GET_CPU_ClkFreq() (SystemCoreClock)
#define SysClockFreq (SystemCoreClock)
/* 为方便使用，在延时函数内部调用CPU_TS_TmrInit函数初始化时间戳寄存器，这样每次调用函数都会初始化一遍。把本宏值设置为0，然后在main函数刚运行时调用CPU_TS_TmrInit可避免每次都初始化 */ #define CPU_TS_INIT_IN_DELAY_FUNCTION 1/******************************************************************************** 函数声明******************************************************************************/
uint32_t CPU_TS_TmrRd(void);
void CPU_TS_TmrInit(void);//使用以下函数前必须先调用CPU_TS_TmrInit函数使能计数器，或使能宏CPU_TS_INIT_IN_DELAY_FUNCTION
//最大延时值为60秒
void CPU_TS_Tmr_Delay_US(uint32_t us);
#define CPU_TS_Tmr_Delay_MS(ms) CPU_TS_Tmr_Delay_US(ms*1000)
#define CPU_TS_Tmr_Delay_S(s) CPU_TS_Tmr_Delay_MS(s*1000)#endif#endif /* __CORE_DELAY_H */
core_delay.c
/************************************************************* @brief core_delay.c* @author jiejie* @github https://github.com/jiejieTop* @date 2018-xx-xx* @version v1.0* @note 使用内核寄存器精确延时***********************************************************/#include "./dwt_delay/core_delay.h" /*
**********************************************************************
* 时间戳相关寄存器定义
**********************************************************************
*/
/*在Cortex-M里面有一个外设叫DWT(Data Watchpoint and Trace)，该外设有一个32位的寄存器叫CYCCNT，它是一个向上的计数器，记录的是内核时钟运行的个数，最长能记录的时间为：60s=2的32次方/72000000(假设内核频率为72M，内核跳一次的时间大概为1/72M=13.8ns)当CYCCNT溢出之后，会清0重新开始向上计数。使能CYCCNT计数的操作步骤：1、先使能DWT外设，这个由另外内核调试寄存器DEMCR的位24控制，写1使能2、使能CYCCNT寄存器之前，先清03、使能CYCCNT寄存器，这个由DWT_CTRL(代码上宏定义为DWT_CR)的位0控制，写1使能*/#if USE_DWT_DELAY#define DWT_CR *(__IO uint32_t *)0xE0001000
#define DWT_CYCCNT *(__IO uint32_t *)0xE0001004
#define DEM_CR *(__IO uint32_t *)0xE000EDFC#define DEM_CR_TRCENA (1 << 24)
#define DWT_CR_CYCCNTENA (1 << 0)/*** @brief 初始化时间戳* @param 无* @retval 无* @note 使用延时函数前，必须调用本函数*/
void CPU_TS_TmrInit(void)
{/* 使能DWT外设 */DEM_CR |= (uint32_t)DEM_CR_TRCENA; /* DWT CYCCNT寄存器计数清0 */DWT_CYCCNT = (uint32_t)0u;/* 使能Cortex-M DWT CYCCNT寄存器 */DWT_CR |= (uint32_t)DWT_CR_CYCCNTENA;
}/*** @brief 读取当前时间戳* @param 无* @retval 当前时间戳，即DWT_CYCCNT寄存器的值*/
uint32_t CPU_TS_TmrRd(void)
{ return ((uint32_t)DWT_CYCCNT);
}///**
// * @brief 读取当前时间戳
// * @param 无
// * @retval 当前时间戳，即DWT_CYCCNT寄存器的值
// * 此处给HAL库替换HAL_GetTick函数，用于os
// */
//uint32_t HAL_GetTick(void)
//{
// return ((uint32_t)DWT_CYCCNT*1000/SysClockFreq);
//}/*** @brief 采用CPU的内部计数实现精确延时，32位计数器* @param us : 延迟长度，单位1 us* @retval 无* @note 使用本函数前必须先调用CPU_TS_TmrInit函数使能计数器，或使能宏CPU_TS_INIT_IN_DELAY_FUNCTION最大延时值为8秒，即8*1000*1000*/
void CPU_TS_Tmr_Delay_US(__IO uint32_t us)
{uint32_t ticks;uint32_t told,tnow,tcnt=0;/* 在函数内部初始化时间戳寄存器， */
#if (CPU_TS_INIT_IN_DELAY_FUNCTION) /* 初始化时间戳并清零 */CPU_TS_TmrInit();
#endifticks = us * (GET_CPU_ClkFreq() / 1000000); /* 需要的节拍数 */ tcnt = 0;told = (uint32_t)CPU_TS_TmrRd(); /* 刚进入时的计数器值 */while(1){tnow = (uint32_t)CPU_TS_TmrRd(); if(tnow != told){ /* 32位计数器是递增计数器 */ if(tnow > told){tcnt += tnow - told; }/* 重新装载 */else {tcnt += UINT32_MAX - told + tnow; } told = tnow;/*时间超过/等于要延迟的时间,则退出 */if(tcnt >= ticks)break;} }
}#endif/*********************************************END OF FILE**********************/
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