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👨💻 收录于专栏：C语言到基于STM32 的智能矿探小车
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⭐前言⭐
在嵌入式开发中，温湿度检测是许多项目的基础功能，DHT11模块因其操作简便、成本较低等特点，常被用于温湿度数据的采集。本文将围绕基于STM32的DHT11模块温湿度检测展开介绍，帮助开发者了解相关硬件连接、工作原理、数据格式及代码实现。
🎶一、DHT11模块硬件连接
DHT11模块与开发板的连接较为简单，具体接线方式如下：
- vcc(+) --------- 3v3 / 5v：模块电源引脚，可连接开发板的3.3V或5V电源
- GND(-) --------- GND：模块接地引脚，连接开发板的GND
- DAT(out) ------- GPIO引脚上：模块数据输出引脚，开发板上自带的DHT11模块的DATA接在PG9上
通过以上连接，可实现DHT11模块与开发板之间的通信，为后续的数据采集做好硬件准备。有关更详细的硬件参数等信息，可参考手册《DHT11说明书最新版.pdf》。
🎶二、DHT11模块工作原理及数据格式
1. 工作原理
总线空闲状态为高电平，当主机需要获取温湿度数据时，会把总线拉低，且拉低时间必须大于18毫秒，以保证DHT11能检测到起始信号。
DHT11接收到主机的开始信号后，会等待主机开始信号结束，然后发送80us低电平响应信号。
主机发送开始信号结束后，延时等待20-40us，之后就可以读取DHT11的响应信号。主机发送开始信号后，可以切换到输入模式，或者输出高电平均可，此时总线由上拉电阻拉高。
2. 数据传输时序
（1）整体时序
一次完整的数据传输包含起始信号、响应信号及数据传输阶段，时序图如下：
总线空闲状态为高电平，主机拉低总线>18ms发送起始信号；DHT11收到后，先发送80us低电平响应，再拉高80us准备发送数据。
（2）响应与数据准备阶段
- 总线为低电平时，说明DHT11发送响应信号；
- 响应后总线拉高80us，进入数据发送准备阶段；
- 每一bit数据以50us低电平时隙开始，高电平持续时间决定数据位是0还是1；
- 若读取响应信号为高电平，说明DHT11无响应，需检查线路；
- 最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us，随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
（3）数据位表示方法
数字0信号：低电平50us后，高电平持续26-28us，时序图如下：
数字1信号：低电平50us后，高电平持续70us，时序图如下：
3. 数据格式
一次完整的数据传输为40bit，高位先出，格式为：
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 = 湿度整数 + 湿度小数 + 温度整数 + 温度小数
- 通过校验和可验证数据传输的正确性。
🎶三、DHT11获取温湿度代码实现
1. 头文件（dht11.h）
#ifndef __DHT11_H_
#define __DHT11_H_
//dht11初始化接口
void dht11_init(void);
extern unsigned char dht11_data[5];
void dht11_read_data(void);
#endif
2. 源文件（dht11.c）
#include "stm32f4xx.h"
#include "dht11.h"
#include "delay.h"
//DHT11的data引脚接在PG9上
#define DHT11_RCC RCC_AHB1Periph_GPIOG
#define DHT11_PORT GPIOG
#define DHT11_PIN GPIO_Pin_9
//GPIO引脚模式切换
//m=1：输出模式；m=0：输入模式
void gpio_mode_changed(int m)
{
//使能时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(DHT11_RCC, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
if(m) //输出模式配置
{
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
}
else //输入模式配置
{
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
}
GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
//dht11初始化接口
void dht11_init(void)
{
gpio_mode_changed(1) ; //初始化为输出模式
GPIO_SetBits(DHT11_PORT, DHT11_PIN); //DATA引脚默认拉高
}
//dht11发送起始信号
void dht11_start(void)
{
gpio_mode_changed(1); //配置为输出模式
GPIO_ResetBits(DHT11_PORT, DHT11_PIN); //拉低总线>18ms
delay_ms(18);
GPIO_SetBits(DHT11_PORT, DHT11_PIN); //释放总线
delay_us(30); //等待20-40us
gpio_mode_changed(0); //切换为输入模式
//等待DHT11响应
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == SET);
//等待响应结束
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == RESET);
//等待数据发送开始
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == SET);
}
//读取一个字节数据
unsigned char dht11_read_byte(void)
{
gpio_mode_changed(0); //配置为输入模式
unsigned char d = 0; //存储读取到的字节
for(int i = 0; i < 8; i++)
{
//等待50us低电平时隙结束
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == RESET);
//延时35us：区分0和1（0的高电平≤28us，1的高电平≈70us）
delay_us(35);
//若仍为高电平，则为1
if(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == SET)
{
d |= (1 << (7 - i)); //高位先存
}
//等待当前bit的高电平结束
while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_PORT, DHT11_PIN) == SET);
}
return d;
}
//读取温湿度数据
unsigned char dht11_data[5] = {0}; //存储：湿度整+湿小小+温度整+温度小+校验和
void dht11_read_data(void)
{
dht11_start(); //发送起始信号
//读取40bit数据（5个字节）
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
dht11_data[i] = dht11_read_byte();
}
}
结束语🥇
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