温湿度模块
·
目录
1.void DHT11_MODE(uint8_t MODE)
4.uint8_t DHT11_Read_bit(void)
5.uint8_t DHT11_Read_Byte(void)
6.void DHT11_Read_Data(uint8_t*WD,uint8_t *SD)
8.void DWT_Init(void) void DWT_Delay_us(uint32_t us)
一， 前期准备
（一）软件准备
编辑由vs code，编译由Keil
（二）硬件准备
OLED显示屏（四针角，I2C）,STM32f103c8t6，温湿度模块（DHT11）
二,温湿度模块（DHT11）
（一）原理
DHT11温湿度模块，内部集成由温度传感器和湿度传感器，DHT11通过检测这两块传感器的信号变化，将温度与湿度信号转换成数字信号，他采用串行通信协议与外部设备通信，发送温度和湿度数据帧，用户获取这些数据帧进行陷光处理来使用
·电路图
该模块通过单总线方式与单片机通信，模块一共有三针角，分别是VCC，GND，DATA，DATA是与单片机通信线，他的供电范围是3.3~5.5v，温度工作范围是 -20~+60摄氏度，湿度是5~95%RH,
DHT11一次完整数据传输数据大小为40bit，高位先出
数据格式为：
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数据传输正确传输校验和（把前面32bit数据加起来就是数据正确传输校验和）
传来的数据==“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”，用户发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转成高速模式，主机发送完开始信号后，DHT11发送响应信号，发送40bit数据，并触发一次信号采集，DHT11在接收到一次开始信号后会触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发来的开始信号，DHT11不会进行温湿度采集
通信时序如图所示
总线空闲时为高电平（前面电路图通信线有上拉电阻），主机把通信线拉低等待DHT11响应，主机把通信线拉低必须大于18毫秒，保证DHT11能接收到开始信号，DHT11接收到开始信号后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，并接收到从机响应信号后，把模式该成输入模式
DHT11发送完响应信号后，将通信线拉高80us，准备发送数据，每发送一bit数据都以50us低电平信号时隙开始，高电平长度觉定数据是0还是1，高电平持续时间为26us~28us表示为0，持续长为70us表示1，当发送完一bit后DHT11会将总线拉低50us，准备下一bit的发送，当最后一bit发送完后DHT11会拉低总线50us，随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态
（二）代码解析
1.void DHT11_MODE(uint8_t MODE)
函数介绍：
这函数把引脚转换函数化，使代码更简洁
//转换引脚模式：发送模式和接收模式
void DHT11_MODE(uint8_t MODE)
{
//这四行是固定的，改变的是引脚模式
GPIO_InitTypeDef M={0};
M.Pin=DHT11_PIN_9;
M.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
M.Pull=GPIO_PULLUP;
if(MODE==DHT11_OUTPUT)
{
M.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
}
else
{
M.Mode=GPIO_MODE_INPUT;
}
HAL_GPIO_Init(DHT11_GPIOA,&M);
}2.void DHT11_Ret(void)
函数介绍：
主机发送开始信号
//发送开始信号
void DHT11_Ret(void)
{
//将引脚模式该成输出模式
DHT11_MODE(DHT11_OUTPUT);
//此时总线为空闲模式（高电平），将总线拉低，并持续20ms
HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(20);
//再将总线拉高，让总线处于空闲模式，
HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
DWT_Delay_us(13);
}3.uint8_t DHT11_Ack(void)
函数介绍：
DHT11应答函数
//发送应答信号
uint8_t DHT11_Ack(void)
{
uint8_t NUM=0;
//将引脚该为输入模式
DHT11_MODE(DHT11_INPUT);
//此时总线为空闲模式（高电平），等待DHT11将总线拉低，这等待的时间绝不会超过100ms
while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)&&NUM<=100)
{
DWT_Delay_us(1);
NUM++;
}
//如果等待时间超过100ms，表示无此设备，或DHT11没有应答，检测硬件
if(NUM>=100) return 1;
NUM=0;
//等待DHT11将总线拉高，等待时间依然不会超过100ms
while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)==GPIO_PIN_RESET&&NUM<=100)
{
NUM++;
DWT_Delay_us(1);
}
//如果等待时间超过100ms，可能是误触或者硬件坏了
if(NUM>=100) return 1;
return 0;
}4.uint8_t DHT11_Read_bit(void)
函数介绍：
介绍一位bit
//接收一个bit
uint8_t DHT11_Read_bit(void)
{
//此时DHT11还是输入模式,
uint8_t NUM=0;
//此时总线为空闲模式（高电平），等待DHT11将总线拉低
while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)&&NUM<100)
{
NUM++;
DWT_Delay_us(1);
}
NUM=0;
//此时总线状态为低电平，等待DHT11将总线拉高
while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)==GPIO_PIN_RESET&&NUM<100)
{
NUM++;
DWT_Delay_us(1);
}
//此时总线为高电平，这持续时间代表数据，因为持续时间为26~28us表示0，所以等40us后如果引脚为高电平则传输数据为1
DWT_Delay_us(40);
if(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)==GPIO_PIN_SET)
{
//能进入这个if语句就说明这位数据是1，但还要等这个高电平变成低电平
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_9))
{
DWT_Delay_us(1);
}
return 1;
}
else return 0;
}5.uint8_t DHT11_Read_Byte(void)
函数介绍：
介绍一个字节
//接收一个字节
uint8_t DHT11_Read_Byte(void)
{
uint8_t Byte=0;
for(uint8_t i=0;i<8;i++)
{
Byte<<=1;
Byte|=DHT11_Read_bit();
}
return Byte;
}6.void DHT11_Read_Data(uint8_t*WD,uint8_t *SD)
函数介绍：
接收一次数据（40bit）
//接收一次数据
void DHT11_Read_Data(uint8_t*WD,uint8_t *SD)
{
uint8_t buf[5];
//发送开始信号
DHT11_Ret();
//必须验证DHT11有没有应答，如果没有这步会导致无论传感器正不正常，主机都会读取数据，这数据可能是错误数据，错误数据过不了校验
if(DHT11_Ack()==0)
{
for(uint8_t i=0;i<5;i++)
{
buf[i]=DHT11_Read_Byte();
}
//校验数据
if(buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3]==buf[4])
{
*WD=buf[0];
*SD=buf[2];
}
}
}7.void DHT11_Init(void)
函数介绍：
DHT11初始化
//初始化
void DHT11_Init(void)
{
//给计时器初始
DWT_Init();
DHT11_MODE(DHT11_OUTPUT);
//让总线回到空闲状态
HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
}8.void DWT_Init(void) void DWT_Delay_us(uint32_t us)
函数介绍：
微妙计数器
void DWT_Init(void) {
if (!(CoreDebug->DEMCR & CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk)) {
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
DWT->CYCCNT = 0;
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
}
}
// 微秒延时函数
void DWT_Delay_us(uint32_t us) {
uint32_t startTick = DWT->CYCCNT;
uint32_t delayTicks = us * (SystemCoreClock / 1000000);
while ((DWT->CYCCNT - startTick) < delayTicks) {
// 等待
}
}完整代码
1.DHT11头文件
#ifndef __DHT11_H__
#define __DHT11_H__
#include "main.h" // 包含 HAL 库和 GPIO 定义
#include "gpio.h"
#define DHT11_OUTPUT 1
#define DHT11_INPUT 0
#define DHT11_GPIOA GPIOA
#define DHT11_PIN_9 GPIO_PIN_9
void DWT_Delay_us(uint32_t us);
void DHT11_MODE(uint8_t MODE);
void DHT11_Ret(void);
uint8_t DHT11_Ack(void);
uint8_t DHT11_Read_bit(void);
uint8_t DHT11_Read_Byte(void);
void DHT11_Read_Data(uint8_t*WD,uint8_t *SD);
void DHT11_Init(void);
void DWT_Init(void);
#endif2.main文件
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include "DHT11.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
int fputc(int ch,FILE*f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)&ch,1,HAL_MAX_DELAY);
return ch;
}
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint8_t temperature = 0, humidity = 0;
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
OLED_Init();
DHT11_Init();
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity);
OLED_ShowNum(0, 0, temperature, 3, OLED_6X8);
OLED_ShowNum(0, 30, humidity, 3, OLED_6X8);
OLED_Update();
HAL_Delay(2000); // DHT11两次读取间隔需大于1秒
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
3.DHT11源文件
#include "DHT11.h"
void DWT_Init(void) {
if (!(CoreDebug->DEMCR & CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk)) {
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
DWT->CYCCNT = 0;
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
}
}
// 微秒延时函数
void DWT_Delay_us(uint32_t us) {
uint32_t startTick = DWT->CYCCNT;
uint32_t delayTicks = us * (SystemCoreClock / 1000000);
while ((DWT->CYCCNT - startTick) < delayTicks) {
// 等待
}
}
//转换引脚模式：发送模式和接收模式
void DHT11_MODE(uint8_t MODE)
{
//这四行是固定的，改变的是引脚模式
GPIO_InitTypeDef M={0};
M.Pin=DHT11_PIN_9;
M.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
M.Pull=GPIO_PULLUP;
if(MODE==DHT11_OUTPUT)
{
M.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
}
else
{
M.Mode=GPIO_MODE_INPUT;
}
HAL_GPIO_Init(DHT11_GPIOA,&M);
}
//发送开始信号
void DHT11_Ret(void)
{
//将引脚模式该成输出模式
DHT11_MODE(DHT11_OUTPUT);
//此时总线为空闲模式（高电平），将总线拉低，并持续20ms
HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(20);
//再将总线拉高，让总线处于空闲模式，
HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
DWT_Delay_us(13);
}
//发送应答信号
uint8_t DHT11_Ack(void)
{
uint8_t NUM=0;
//将引脚该为输入模式
DHT11_MODE(DHT11_INPUT);
//此时总线为空闲模式（高电平），等待DHT11将总线拉低，这等待的时间绝不会超过100ms
while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)&&NUM<=100)
{
DWT_Delay_us(1);
NUM++;
}
//如果等待时间超过100ms，表示无此设备，或DHT11没有应答，检测硬件
if(NUM>=100) return 1;
NUM=0;
//等待DHT11将总线拉高，等待时间依然不会超过100ms
while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)==GPIO_PIN_RESET&&NUM<=100)
{
NUM++;
DWT_Delay_us(1);
}
//如果等待时间超过100ms，可能是误触或者硬件坏了
if(NUM>=100) return 1;
return 0;
}
//接收一个bit
uint8_t DHT11_Read_bit(void)
{
//此时DHT11还是输入模式,
uint8_t NUM=0;
//此时总线为空闲模式（高电平），等待DHT11将总线拉低
while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)&&NUM<100)
{
NUM++;
DWT_Delay_us(1);
}
NUM=0;
//此时总线状态为低电平，等待DHT11将总线拉高
while(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)==GPIO_PIN_RESET&&NUM<100)
{
NUM++;
DWT_Delay_us(1);
}
//此时总线为高电平，这持续时间代表数据，因为持续时间为26~28us表示0，所以等40us后如果引脚为高电平则传输数据为1
DWT_Delay_us(40);
if(HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9)==GPIO_PIN_SET)
{
//能进入这个if语句就说明这位数据是1，但还要等这个高电平变成低电平
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_9))
{
DWT_Delay_us(1);
}
return 1;
}
else return 0;
}
//接收一个字节
uint8_t DHT11_Read_Byte(void)
{
uint8_t Byte=0;
for(uint8_t i=0;i<8;i++)
{
Byte<<=1;
Byte|=DHT11_Read_bit();
}
return Byte;
}
//接收一次数据
void DHT11_Read_Data(uint8_t*WD,uint8_t *SD)
{
uint8_t buf[5];
//发送开始信号
DHT11_Ret();
//必须验证DHT11有没有应答，如果没有这步会导致无论传感器正不正常，主机都会读取数据，这数据可能是错误数据，错误数据过不了校验
if(DHT11_Ack()==0)
{
for(uint8_t i=0;i<5;i++)
{
buf[i]=DHT11_Read_Byte();
}
//校验数据
if(buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3]==buf[4])
{
*WD=buf[0];
*SD=buf[2];
}
}
}
//初始化
void DHT11_Init(void)
{
//给计时器初始
DWT_Init();
DHT11_MODE(DHT11_OUTPUT);
//让总线回到空闲状态
HAL_GPIO_WritePin(DHT11_GPIOA,DHT11_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
}三,效果展示
温湿度传感器
智能硬件社区聚焦AI智能硬件技术生态，汇聚嵌入式AI、物联网硬件开发者，打造交流分享平台，同步全国赛事资讯、开展 OPC 核心人才招募，助力技术落地与开发者成长。
更多推荐
2
0- 0
已为社区贡献8条内容
所有评论(0)