基于stm32-DHT 11的多功能时钟2测量温度和湿度。
？上一章我带你实现了时钟显示和按键调整的功能。在本章中，我将使用DHT11温湿度传感器来测量环境温度和湿度。
DHT11温湿度传感器是数字式的，包括1电阻式湿度传感元件和1 NTC温度测量元件。自带AD转换功能，采用单总线，具有响应速度快、抗干扰能力强、性价比高等特点。该模块共有***4个管脚，其中两个是电源管脚VCC和GND，一个是数据管脚，另一个是空管脚。
目前比较流行的数据传输总线有II2C总线、SPI总线和单总线，DHT11采用单总线传输数据。单总线，顾名思义就是用一根信号线同时传输时钟和数据，数据传输是双向的，所以有主从之分。这里，stm32是作为核心控制器的主机，DHT11是从机。使用单总线进行数据传输，需要看数据手册的时序图。？
总线空闲状态为高，主机下拉总线等待DHT11的响应。主机必须将总线下拉超过18毫秒，以确保DHT11可以检测到启动信号。DHT11收到主机的启动信号后，等待主机启动信号结束，然后发送80us的低电平响应信号。主机的启动信号发出后，DHT11的响应信号在延迟20-40us后被读取。主机发出启动信号后，可以切换到输入模式，也可以输出大功率的平均总线。
根据时序图，微控制器至少需要下拉总线18ms，然后上拉总线20~40us。此时，主机的启动信号结束，检测到DHT11的响应信号。如果检测到低电平，DHT11响应，低电平时间维持80us，然后DHT11将总线拉高80us。此时DHT11准备传输数据，传输数据的间隙为50us低电平。发送的数据可以通过高电平的长度来区分“0”和“1”。数据传输后，DHT11将总线下拉50us，最后主机再次将总线上拉。
(1)写入延迟功能
因为DHT11的时序比较严格，需要毫秒级的延时和细微的延时。这里我们使用Systick来实现延迟。延迟在之前的键扫描功能中也使用过，这里我就描述一下。
我们需要配置系统时钟，然后将Systick设置为72，以便生成1us的时间基准。其次，我们需要编写Systick中断处理函数，让变量自己减少，从而达到延时的效果。最后我们需要写延迟函数，也就是给自身减少的变量赋一个初始值。
_ _ IO uint32 _ t TimingDelay
/*配置SysTick功能*/
void systick_init(void)
{
/*配置Systick过载值，系统时钟为72MHz*/
/*设置72，中断时间:72 *(1/72000000)= 1us */
If(SysTick_Config(72)= = 1)//如果sy stick _ Config函数返回中断信号，返回值为0。
{
while(1)；？//SysTick_Config函数的返回值是1，所以等等。
}
}
/*时变自减函数*/
void TimingDelay_Decrement(void)
{
if(TimingDelay！=0x00)
{
timing delay-；
}
}
/*SysTick中断处理器*/
void SysTick_Handler(void)
{
timing delay _ Decrement()；
}
/*延时功能，时间基准为1ms*/
无效延迟_毫秒(__IO uint32_t时间)
{
timing delay = nTime * 1000；
while(TimingDelay！=0);
}
/*延时功能，时间基准为1us*/
无效延迟_us(__IO uint32_t nTime)
{
TimingDelay = nTime
while(TimingDelay！=0);
}
(2)将相应的GPIO端口配置为单总线数据端子。
/*配置DHT11数据引脚，并将其设置为浮点输入模式*/
void DHT 11 _ gpio _ portIn(void)
{
GPIO _ init typedef GPIO _ init structure；
RCC _ APB 2 periphclockcmd(RCC _ APB 2 periph _ gpio a，使能)；
GPIO_InitStructure。GPIO _ Pin = GPIO _ Pin _ 4；
GPIO_InitStructure。GPIO _ Mode = GPIO _ Mode _ IN _ FLOATING；
GPIO_InitStructure。GPIO _ Speed = GPIO _ Speed _ 50MHz
GPIO _ Init(GPIOA & amp；GPIO _ init structure)；
}
/*配置DHT11数据引脚，设置为推挽输出模式*/
void DHT 11 _ gpio _ port out(void)
{
GPIO _ init typedef GPIO _ init structure；
RCC _ APB 2 periphclockcmd(RCC _ APB 2 periph _ gpio a，使能)；
GPIO_InitStructure。GPIO _ Pin = GPIO _ Pin _ 4；
GPIO_InitStructure。GPIO _ Mode = GPIO _ Mode _ Out _ PP
GPIO_InitStructure。GPIO _ Speed = GPIO _ Speed _ 50MHz
GPIO _ Init(GPIOA & amp；GPIO _ init structure)；
}
由于DHT11采用单总线通信协议，数据传输是双向的，所以数据端口分别设置为浮动输入模式和推挽输出模式。并且数据端口的输入和输出被定义为宏定义。
# define DHT 11 _ OUT _ H GPIO _ set bits(GPIO a，GPIO_Pin_4)
# define DHT 11 _ OUT _ L GPIO _ reset bits(GPIO a，GPIO_Pin_4)
#定义DHT 11 _ IN GPIO _ ReadInputDataBit(GPIOA，GPIO_Pin_4)
(3)根据DHT11时序图，编写时序函数。
现在，我们开始编写总线驱动函数。根据时序图，主机发送命令开始转换，然后等待DHT11的转换响应并输出数据，最后读取数据。
/*启动总线功能*/
void DHT 11 _ reset(void)
{
DHT 11 _ gpio _ port out()；//设置为输出模式
DHT 11 _ OUT _ L；？//主机将总线拉低至少18ms。
delay _ ms(18)；
DHT 11 _ OUT _ H；？//主机拉起20~40us。
delay _ us(30)；
DHT 11 _ gpio _ portIn()；？//设置为输入模式，等待DHT11响应。
}
/*DHT11响应函数*/
u8 dht11_scan(void)
{
返回DHT 11 _ IN；？//返回值为DHT11的响应信号
}
实时监控DHT11的数据线，直到产生低电平，表示DHT11响应主机请求，开始传输数据。
/*DHT11读取位功能*/
u8 DHT 11 _ read _ bit(void)
{
while(DHT 11 _ IN = = RESET)；//数据位传输前有一个50us的低电平。
delay _ us(40)；？//根据高电平持续时间决定电平是1还是0。
if(DHT11_IN==SET)？//“0”电平时长26 ~ 28 us，“1”电平时长70us。
{
while(DHT 11 _ IN = = SET)；
返回1；？//如果检测到高电平，返回值为1。
}
其他
{
返回0；？//如果检测到高电平，返回值为0。
}
}
/*DHT11读取字节功能*/
//注意:首先传输数据的最高有效位。
u8 DHT 11 _ read _ byte(void)
{
u8 i，dat = 0x00
for(I = 0；我& lt8;i++)
{
dat = dat & lt& lt1;
dat = dat | DHT 11 _ read _ bit()；//读出串行数据。
}
返回dat
}
DHT11响应时，开始通过单总线传输数据。在读位功能中，通过高电平的时间来判断输出是‘1’还是‘0’。在read byte函数中，调用read bit函数将每8位传输的数据整合成字节并读出。
我们参考DHT11数据手册，知道数据传输的结构(按顺序):湿度整数部分(1字节)，湿度小数部分(1字节)，温度整数部分(1字节)，温度小数部分(1字节)，等等。在这里，它实际上是一个简单的通信协议。校验和是源数据所有字节总和的低8位，保证了传输数据的正确性和稳定性。
/*DHT11读取数据功能*/
u8 DHT 11 _ read _ data(void)
{
u8i；
DHT 11 _ reset()；
if(DHT 11 _ scan()= = reset)//DHT 11发出响应信号。
{
while(DHT 11 _ IN = = RESET)；//DHT11下拉总线80us。
while(DHT11_IN！=复位)；//DHT11拉高总线80us。
for(I = 0；我& lt5;i++)
{
buffer[I]= DHT 11 _ read _ byte()；
}
while(DHT 11 _ IN = = RESET)；//发送完最后1位数据后，等待50us低电平结束。
DHT 11 _ gpio _ port out()；
DHT 11 _ OUT _ H；//主机将总线拉高
if(缓冲区[0]+缓冲区[1]+缓冲区[2]+缓冲区[3]= =缓冲区[4])
{
返回1；？//验证成功。
}
其他
{
返回0；？//验证失败。
}
}
其他
{
返回0；？//DHT11没有发出响应信号。
}
}
在读取字节中，等待DHT11的响应，然后开始接收数据，并连续读取五次，存储在预定义的数组中。主机发送结束信号，最后检查读取的数据。
(4)测量和显示温度和湿度
主函数调用数据读取函数DHT11和lcd显示函数来显示温度和湿度。
if(DHT11 _ Read _ data()= = 1)//读取数据，前提是DHT 11响应且数据验证成功。
{
湿度=缓冲区[0]；//buffer[0]存储湿度的整数部分。
温度=缓冲液[2]；//buffer[2]存储温度的整数部分。
}
Lcd_display_string(2，0，“温度”)；
lcd_display_num_m(2，32，温度/10)；
lcd_display_num_m(2，40，温度% 10)；
Lcd_display_string(4，0，“湿度”)；
lcd_display_num_m(4，32，湿度/10)；
lcd_display_num_m(4，40，湿度% 10)；
至此，通过本章的讲解，相信大家对DHT11模块应该有了大致的了解。当然，如果只是看文章，效果可能不太理想。这些东西都是需要动手的，俗话说“熟能生巧。”所以，你可以在网上买开发板和一些模块，不一定要和我的一样。当然，如果你想挑战自己，可以买个最小系统板，这样外围硬件电路可以自己搭建(功能是定制的)，灵活，也锻炼了自己的动手能力。如果你是一个会设计PCB的大老板，那就更好了。要估计你的水平，浏览我的文章就行了。