【 STM32WB55 测评】_06_温湿度数据上传实验

lvxinn2006

【 STM32WB55 测评】_06_温湿度数据上传实验 [复制链接]

本次活动测评开发板STM32WB55 Nucleo Pack由ST意法半导体提供，感谢意法半导体对EEWorld测评的支持！

https://www.stmcu.com.cn/Product/pro_detail/cat_code/STM32WB/family/81/sub_family/252/sub_child_family/0/layout/product

【实验目的】

· 熟悉STM32WB55的串口模块的配置与使用。

· 掌握DHT11的通信时序

· 掌握使用GPIO处理通信时序

【实验环境】

· NUCLEO-WB55 Nucleo Pack开发板

· Keil MDK-ARM（Keil uVision 5.25.2.0）

· Keil.STM32WBxx_DFP.1.0.0.pack

· 串口调试助手

· DHT11温湿度模块

【实验资料】

· NUCLEO-WB55 Nucleo Pack开发板原理图

· STM32WB55xx Data Sheets

· STM32WB55xx Reference manual（参考手册）

· DHT11用户手册

【实验分析】

原理图：

连接如图所示，灰色线连接到电源的负极，黑色线连接到3.3V正极，白色是数据线，连接到PC10引脚。

DHT11 器件采用简化的单总线通信。单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制均由单总线完成。DATA 用于微处理器与 DHT11 之间的通讯和同步,采用单总线数据格式，一次传送 40 位数据，高位先出。

数据格式:：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 校验位。

校验位数据定义：“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 校验位等于所得结果的末 8 位。

数据时序图

用户主机（MCU）发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出 40bit 的数据，幵触发一次信采集。

信号发送如图所示：

外设读取步骤

主机和从机之间的通信可通过如下几个步骤完成（外设（如微处理器）读取 DHT11 的数据的步骤）。

步骤一:

DHT11 上电后（DHT11 上电后要等待 1S 以越过不稳定状态在此期间不能发送任何指令），测试环境温湿度数据，幵记录数据，同时 DHT11 的 DATA 数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平；此时 DHT11 的DATA 引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。

步骤二:

微处理器的 I/O 设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于 18ms，然后微处理器的 I/O设置为输入状态，由于上拉电阻，微处理器的 I/O 即 DHT11 的 DATA 数据线也随之变高，等待 DHT11 作出回答信号，发送信号如图所示：

步骤三:

DHT11 的 DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后 DHT11 的 DATA引脚处于输出状态，输出 80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出 80 微秒的高电平通知外设准备接收数据，微处理器的 I/O 此时处于输入状态，检测到 I/O 有低电平（DHT11 回应信号）后，等待 80 微秒的高电平后的数据接收，发送信号如图所示：

步骤四:

由 DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据，微处理器根据 I/O 电平的变化接收 40 位数据，位数据“0”的格式为： 50 微秒的低电平和 26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为： 50 微秒的低电平加 70微秒的高电平。位数据“0”、“1”格式信号如图所示：

结束信号:

DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据后，继续输出低电平 50 微秒后转为输入状态，由于上拉电阻随之变为高电平。但 DHT11 内部重测环境温湿度数据，幵记录数据，等待外部信号的到来。

【实验代码】

本实验在上一实验基础上进行添加

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdint.h>
   
3. #include "uart.h"
   
4. void GPIOSetDir(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin, int dir)
   
5. {
   
6.         if (dir == 0){
   
7.                 GPIO->MODER        &= ~(0x3UL<<(pin * 2));
   
8.                 GPIO->OTYPER &= ~(1<<pin);
   
9.         }else{
   
10.                 GPIO->MODER        &= ~(0x3UL<<(pin * 2));
    
11.                 GPIO->MODER        |= (0x1UL<<(pin * 2));
    
12.                 GPIO->OSPEEDR |= 0x3UL<<(pin * 2);
    
13.                 GPIO->OTYPER &= ~(1<<pin);
    
14.         }
    
15. }
    
16. 
    
17. void GPIOSetValue(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin, int value)
    
18. {
    
19.         if (value == 0){
    
20.                 GPIO->ODR &= ~(1<<pin);
    
21.         }else{
    
22.                 GPIO->ODR |= (1<<pin);
    
23.         }
    
24. }
    
25. 
    
26. void GPIOSetToggle(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin)
    
27. {
    
28.         GPIO->ODR ^= (1<<pin);
    
29. }
    
30. 
    
31. int GPIOGetValue(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin)
    
32. {
    
33.         return GPIO->IDR & (1<<pin);
    
34. }
    
35. 
    
36. int DHT11_Read(char *temp, char *humd)
    
37. {
    
38.         int i;
    
39.         int timeout = 0;
    
40.         volatile int low_count, high_count;
    
41.         char data[5];        //接收40位数据
    
42.        
    
43.         //步骤二
    
44.         GPIOSetDir(GPIOC, 10, 1);
    
45.         GPIOSetValue(GPIOC, 10, 0);        //输出低电平
    
46.         mdelay(30);
    
47.         GPIOSetDir(GPIOC, 10, 0);        //设置成输入模式
    
48.         //步骤三
    
49.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10)){ //等待响应信号
    
50.                 timeout ++;
    
51.                 if (timeout > 10000) return -1;
    
52.         }
    
53.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) == 0);        //等待高电平
    
54.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) != 0);        //等待高电平结束
    
55.         //步骤四
    
56.         for (i = 0; i < 40; i ++){
    
57.                 low_count = 0;
    
58.                 high_count = 0;
    
59.                 while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) == 0){        //记录低电平
    
60.                         low_count ++;
    
61.                 }
    
62.                 while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) != 0){        //记录高电平
    
63.                         high_count ++;
    
64.                 }
    
65.                 if (low_count > high_count){ //数据0
    
66.                         data[i/8] &= ~(1<<(7-i%8));
    
67.                 }else{//数据1
    
68.                         data[i/8] |= (1<<(7-i%8));
    
69.                 }
    
70.         }
    
71.         //步骤五
    
72.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) == 0);        //等待低电平结束
    
73.        
    
74.         if((data[0]+data[1]+data[2]+data[3]) == data[4]){//校验数据
    
75.                 humd[0]=data[0];
    
76.                 humd[1]=data[1];
    
77.                 temp[0]=data[2];
    
78.                 temp[1]=data[3];
    
79.                 return 1;
    
80.         }else{        //数据校验失败
    
81.                 return 0;
    
82.         }
    
83. }
    
84. 
    
85. int main(void)
    
86. {
    
87.         int ret;
    
88.         char temp[2]={0};        //保存温度数据
    
89.         char humd[2]={0};        //保存湿度数据
    
90.         USART1_Init(115200);
    
91.         while(1){
    
92.                 ret = DHT11_Read(temp, humd);
    
93.                 switch (ret){
    
94.                         case -1:
    
95.                                 printf("Timeout\n");
    
96.                         break;
    
97.                         case 0:
    
98.                                 printf("Data Error\n");
    
99.                         break;
    
100.                         case 1:
     
101.                                 printf("humd:%d.%d temp:%d.%d\n", humd[0], humd[1]
     
102.                                                         , temp[0], temp[1]);
     
103.                         break;
     
104.                 }
     
105.                 mdelay(1000);
     
106.         }
     
107. }

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【实验现象】

· 连接开发板，并打开串口调试助手

· 在终端中显示如下：

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