【STM32】深入解析DHT11温湿度模块传感器的工作原理

一、DHT11产品介绍

DHT11是数字温湿度传感器，测量范围：湿度20%-95%，温度0-50℃，广泛应用于加湿器、温湿度计、空调、汽车等领域。

二、典型应用电路

如上图DATA引脚用于MCU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（超时时间的判断）。一次完整的数据传输为40bit，高位先出（MSB最高有效位有线传输）
数据传送正确时校验和数据等于：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，所得结果的末8位。
如：
湿度：60.5% 60 05
温度：26.7℃ 26 07
60+5+26+7=98
98&0xFF=98=1001 1000

三、DHT11温湿度模块的通信过程

四、示例代码
显示室内温度和湿度
效果图：

1、DHT11初始化

void dht11_init(void)
{
	//打开端口G的硬件时钟，就是供电
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG,ENABLE);


	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9; 	//9号引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_OUT;	//输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;	//开漏
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed;//高速，速度越高，响应越快，但是功耗会更高
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;//不使能上下拉电阻
	GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);

	//只要有输出模式，肯定会有初始电平的状态，看连接设备的说明书
	PGout(9)=1;

}

2、

int32_t dht11_read(uint8_t *buf)
{
	uint32_t t=0;
	int32_t i=0,j=0;
	uint8_t d=0;
	uint8_t *p=buf;
	uint8_t check_sum=0;
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9; 	//9号引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_OUT;	//输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;	//开漏
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed;//高速，速度越高，响应越快，但是功耗会更高
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;//不使能上下拉电阻
	GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);	
	
	PGout(9)=0;
	delay_ms(18);
	
	PGout(9)=1;
	delay_us(30);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9; 	//9号引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN;	//输入模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;	//开漏
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed;//高速，速度越高，响应越快，但是功耗会更高
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;//不使能上下拉电阻
	GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure);
	
	//等待低电平出现
	t=0;
	while(PGin(9))
	{
		t++;
		delay_us(1);
		
		if(t >= 4000)
			return -1;
	}

	//用超时检测的方法测量低电平的合法性
	t=0;
	while(PGin(9)==0)
	{
		t++;
		delay_us(1);
		
		if(t >= 100)
			return -2;
	}	
	
	//用超时检测的方法测量高电平的合法性
	t=0;
	while(PGin(9))
	{
		t++;
		delay_us(1);
		
		if(t >= 100)
			return -3;
	}	
	
	for(j=0; j<5; j++)
	{
		//接收一个字节的数据
		for(d=0,i=7; i>=0; i--)
		{
			//用超时检测的方法测量低电平的合法性
			t=0;
			while(PGin(9)==0)
			{
				t++;
				delay_us(1);
				
				if(t >= 100)
					return -4;
			}

			//延时40us （延时时间在28us ~ 70us）
			delay_us(40);
			
			if(PGin(9))
			{
				d|=1<<i;	//将d变量对应的bit置1
				
				//等待高电平持续完毕
				t=0;
				while(PGin(9))
				{
					t++;
					delay_us(1);
					
					if(t >= 100)
						return -5;
				}			
			}
		}	
		p[j]=d;
	}
	
	//延时50us，可以忽略通讯结束的低电平
	delay_us(50);
	
	//计算校验和，检查接收到的数据是否准确
	check_sum = (p[0]+p[1]+p[2]+p[3])&0xFF;
	
	if(check_sum == p[4])
		return 0;
	
	return -6;
}

3、main函数实现

int main(void)
{
	uint8_t buf[5];
	int32_t rt;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
	
	/* 初始化串口1波特率为115200bps，若发送/接收数据有乱码，请检查PLL */
	usart1_init(115200);
	
	dht11_init();

	printf("this is dht11 test\r\n");
	
	printf("1<<6=%X \r\n",1<<6);	
	printf("1<<3=%X \r\n",1<<3);		
	
	while(1)
	{
		rt = dht11_read(buf);
		
		if( rt == 0)
		{
			printf("T:%d.%d H:%d.%d\r\n",buf[2],buf[3],buf[0],buf[1]);
		
		}
		else
		{
			printf("dht11 read error code is %d\r\n",rt);
		}

		//官方要求，每6秒
		delay_ms(6000);
	}
}