DHT11溫溼度傳感器的使用

來源：百問網_嵌入式Linux wiki_jz2440 新1期視頻維基教程 (視頻文字版)

作者：韋東山

本文字數：2379，閱讀時長：4分鐘

這節課開始講解DH11溫溼度傳感器的使用，首先查看晶片手冊，裡面的典型應用電路如下：

MCU通過一條數據線與DH11連接，MCU通過這條線發命令給DH11，DH11再通過這條線把數據發送給MCU。

因此，溫溼度模塊的核心就是 MCU發給DH11的命令格式和DH11返回的數據格式。

再來先簡單看一下通訊的時序：

灰色這條線是由MCU驅動控制的，淺色的部分是由DH11驅動控制的。

首先MCU發送一個開始信號，這個開始信號是一個低脈衝，然後再拉高。

然後，DH11拉低，做出一個響應信號，再拉高。

接著就是DH11返回的數據。

這些數據一共有40bit,高位先出。

數據格式:8bit溼度整數數據+8bit溼度小數數據+8bi溫度整數數據+8bit溫度小數數據+8bit校驗和

且當前小數部分用於以後擴展,現讀出為零.

數據傳送正確時校驗和數據等於「8bit溼度整數數據+8bit溼度小數數據+8bi溫度整數數據+8bit溫度小數數據」所得結果的末8位。

DH11的難點是前面所說的時序脈衝,需要滿足一定的時長.比如開始信號:

MCU必須先拉低至少18ms,然後再拉高20-40us,DH11再拉低80us以響應,最後再拉高80us.

接下來就是傳輸數據,我們的目的就是讀到溫溼度的數據,這些數據由DH11提供,那它怎麼傳回這些數據,怎麼表示0和1呢?

可以看到，不管是0還是1，都開始是50us的低電平，

對於0數據，之後是26~28us的高電平；

對於1數據，之後是70us的高電平;

有了上面的知識，加上之前的高精度延時，現在就可以開始寫程序了。

複製前面的第二個程序，文件名改為003_dht11_022_003，然後在sensors目錄裡新建dht11目錄，再創建一個dht11.c文件。

我們的目的是，控制GPIO讀取DHT11的數據，流程如下：

• 1. 主機發出至少18MS的低脈衝: start信號
• 2. start信號變為高, 20-40us之後, dht11會拉低總線維持80us，然後拉高80us: 回應信號
• 3. 之後就是數據, 逐位發送

bit0 : 50us低脈衝, 26-28us高脈衝

bit1 : 50us低脈衝, 70us高脈衝

• 4. 數據有40bit: 8bit溼度整數數據+8bit溼度小數數據+8bit溫度整數數據+8bit溫度小數數據+8bit校驗和

DH11的DATA引腳連接到了GPG5。

先實現GPIO的基本操作，配置GPIO模式，實現輸出、輸入引腳的功能：

static void dht11_data_cfg_as_output(void){ GPGCON &= ~(3<<10); GPGCON |= (1<<10);}static void dht11_data_cfg_as_input(void){ GPGCON &= ~(3<<10);}

再設置輸出電平或讀取引腳數據：

static void dht11_data_set(int val){ if (val) GPGDAT |= (1<<5); else GPGDAT &= ~(1<<5);}static int dht11_data_get(void){ if (GPGDAT & (1<<5)) return 1; else return 0;}

再來實現DHT11的讀操作。

在晶片手冊裡介紹說，DH11傳感器上電後，要等待1s，以越過不穩定狀態，在此期間無需發送任何指令。

因此首先寫一個初始化函數，跳過這個不穩定狀態：

void dht11_init(void){ dht11_data_cfg_as_output(); dht11_data_set(1); mdelay(2000);}

根據start時序要求，編寫程序，維持一個大於18ms的低電平，然後釋放引腳，即設置為輸入引腳即可。

因為該引腳接有上拉電阻，一旦MCU設置為輸入，引腳電平將由上拉電阻決定。

static void dht11_start(void){ dht11_data_set(0); mdelay(20); dht11_data_cfg_as_input();}

然後等待40us以上，再去讀取引腳電平，判斷是否被拉低，以確定DH11給了響應。

static int dht11_wait_ack(void){ udelay(60); return dht11_data_get();}

再寫個延時函數，用於時序中的，等待響應信號結束：

static int dht11_wait_for_val(int val, int timeout_us){ while (timeout_us--) { if (dht11_data_get() == val) return 0; /* ok */ udelay(1); } return -1; /* err */}

後面的數據會有五個字節組成，這裡先寫出讀取一個字節，每個字節要讀取8位。

先等待直到高電平，過濾到共同的50us延時，然後延時28us以上，再讀取引腳電平，

如果引腳電平是1，則數據是1，反之是0。

然後再直到低電平的到來，循環8次，完成一個字節數據的讀取。

static int dht11_recv_byte(void){ int i; int data = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { if (dht11_wait_for_val(1, 1000)) { printf(&34;); return -1; } udelay(40); data <<= 1; if (dht11_data_get() == 1) data |= 1; if (dht11_wait_for_val(0, 1000)) { printf(&34;); return -1; } } return data;}