【平头哥RVB2601创意应用开发】实践3-外接DHT11显示温湿度

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【平头哥RVB2601创意应用开发】实践3-外接DHT11显示温湿度 [复制链接]

本篇来测试RVB2601外接温湿度传感器实现当前环境温湿度的读取。

1 DTH11温湿度传感器

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。

1.1 数据读取协议

微控制器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右。

用户MCU发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。从模式下，DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集。采集数据后转换到低速模式。

1.1.1 起始信号

总线空闲状态为高电平，主机把总线拉低等待DHT11响应，主机把总线拉低必须大于18毫秒，保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后，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，延时等待20-40us后，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，总线由上拉电阻拉高。

1.1.2 数据数字信号

总线为低电平,说明DHT11发送响应信号，DHT11发送响应信号后，再把总线拉高80us，准备发送数据，每一bit数据都以50us低电平时隙开始，高电平的长短定了数据位是0还是1。格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平，则DHT11没有响应，请检查线路是否连接正常。当最后一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。

1.1.3 温湿度数据格式

一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据分小数部分和整数部分，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校验和

数据传送正确时校验和数据等于“ 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 ”所得结果的末8位。

1.2 RVB2601硬件接线

DHT11的数据读取只需要一根线，我使用的是J3中的PA7（即三色LED中的红色pin），另外，DHT111的电源的地可以使用J2中的最后一排，刚好是3V3和GND。

2 程序编写

根据DHT11的数据读取协议，编写对应的数据读取函数。

2.1 DHT11复位和检测响应函数

首先是MCU向DHT11发送的起始信号，拉低20ms，再拉高30us。

u8 DHT11RstAndCheck(void)
{
    u8 timer = 0;

    csi_gpio_pin_dir(&pin_dht11, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    csi_gpio_pin_write(&pin_dht11, GPIO_PIN_LOW); //输出低电平
    delay_ms(20);                                 //拉低至少18ms
    csi_gpio_pin_write(&pin_dht11, GPIO_PIN_HIGH); //输出高电平
    delay_us(30);                                  //拉高20~40us
    
    csi_gpio_pin_dir(&pin_dht11, GPIO_DIRECTION_INPUT);
    while (!csi_gpio_pin_read(&pin_dht11)) //等待总线拉低，DHT11会拉低40~80us作为响应信号
    {
        timer++;               //总线拉低时计数
        delay_us(10);
    }
    if (timer>10 || timer<2) //判断响应时间
    {
        return 0;
    }
    
    timer = 0;
    while (csi_gpio_pin_read(&pin_dht11))           //等待DHT11释放总线，持续时间40~80us
    {
        timer++;               //总线拉高时计数
        delay_us(10);
    }
    if (timer>10 || timer<2) //检测响应信号之后的高电平
    {
        return 0;
    }
    
    return 1;
}

2.2 数据读取

MCU向DHT11发送起始信号后，就可以接收DHT11的数据返回了，一次读取湿度和温度即可。

/*读取一字节数据，返回值-读到的数据*/
u8 DHT11ReadByte(void)
{
    u8 i;
    u8 byt = 0;

    csi_gpio_pin_dir(&pin_dht11, GPIO_DIRECTION_INPUT);
    for (i=0; i<8; i++)
    {
        while (csi_gpio_pin_read(&pin_dht11));  //等待低电平，数据位前都有50us低电平时隙
        while (!csi_gpio_pin_read(&pin_dht11)); //等待高电平，开始传输数据位
        delay_us(40);
        byt <<= 1;         //因高位在前，所以左移byt，最低位补0
        if (csi_gpio_pin_read(&pin_dht11))      //将总线电平值读取到byt最低位中
        {
            byt |= 0x01;
        }
    }

    return byt;
}

/*读取一次数据，返回参数：Humi-湿度,Temp-温度；返回值: 0-成功，1-失败*/
u8 DHT11ReadData(float *Humi, float *Temp)
{
    s8 sta = 0;
    u8 i;
    u8 buf[5];

    if (DHT11RstAndCheck())         //检测响应信号
    {
        for(i=0;i<5;i++)            //读取40位数据
        {
            buf[i]=DHT11ReadByte(); //读取1字节数据
        }
        if(buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3] == buf[4]) //校验成功
        {
            u8 H_inte = buf[0]; //湿度整数部分数据
            u8 H_frac = buf[1]; //湿度小数部分数据
            u8 T_inte = buf[2]; //温度整数部分数据
            u8 T_frac = buf[3]; //温度小数部分数据
            
            char tmp1[8], tmp2[8];
            sprintf(tmp1, "%d.%d",H_inte,H_frac);
            sscanf(tmp1, "%f", Humi);
            sprintf(tmp2, "%d.%d",T_inte,T_frac);
            sscanf(tmp2, "%f", Temp);
        }
        sta = 0;
    }
    else //响应失败返回-1
    {
        *Humi = 88; //响应失败返回-1
        *Temp = 88; //响应失败返回-1
        sta = 1;
    }
    
    return sta;    
}

2.3 初始化

使用DHT11之前，进行引脚的初始化和器件的初始化。

/*DHT11初始化函数*/
u8 DHT11Init(void)
{
    csi_pin_set_mux(PA7, PIN_FUNC_GPIO);
    csi_gpio_pin_init(&pin_dht11, PA7);
    csi_gpio_pin_dir(&pin_dht11, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);

    return DHT11RstAndCheck(); //返回DHT11状态
}

3 测试

在移植过U8g2库的hello_world例程上进行修改，在屏幕上显示温湿度。注意摄氏度单位的小圆圈，不知道怎么直接以符号是形式显示出来，我这里是单独画了一个小空心圆。

int main(void)
{
    board_yoc_init();
    LOGD(TAG, "%s\n", aos_get_app_version());
    
    u8g2_t u8g2;
    u8g2Init(&u8g2);
    u8g2_SetFontMode(&u8g2, 1);
    u8g2_SetFont(&u8g2, u8g2_font_unifont_t_symbols);
    
    DHT11Init();
    float Temp = 0;
    float Humi = 0;
    char strTemp[32];
    char strHumi[32];
    
    while(1)
    {
        u8g2_FirstPage(&u8g2);
        do
        {
            DHT11ReadData(&Humi, &Temp);
            sprintf(strTemp, "Temp: %.1f C", Temp);
            sprintf(strHumi, "Humi: %.1f %%", Humi);
            
            u8g2_ClearBuffer(&u8g2);
            u8g2_DrawStr(&u8g2, 0, 30, strTemp);
            u8g2_DrawCircle(&u8g2, 84, 22, 2, U8G2_DRAW_ALL);
            u8g2_DrawStr(&u8g2, 0, 60, strHumi);
            u8g2_SendBuffer(&u8g2);         
            delay_ms(3000);
        } while (u8g2_NextPage(&u8g2));
    }
    
    return 0;
}

测试效果如下：

4 总结

本篇介绍了如何在RVB2601上外接温湿度DHT11实现温湿度数据的读取。

wangerxian

这讲解的还是非常详细的！DHT11的知识也学会了。

lugl4313820

谢谢大佬的分享。。。DHT吃灰已经太久，是时个拿出来解封一下了。

神龙居市

有完整的工程可以分享吗？

DDZZ669

神龙居市发表于 2022-4-30 23:00 有完整的工程可以分享吗？

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lugl4313820

神龙居市发表于 2022-4-30 23:00 有完整的工程可以分享吗？

楼主的主要函数已经写出来了，然后你可以去看一下他的u8g2文章，里面有gitee分享的。

神龙居市

lugl4313820 发表于 2022-5-1 06:57 楼主的主要函数已经写出来了，然后你可以去看一下他的u8g2文章，里面有gitee分享的。

谢谢，收到

神龙居市

git下载的工程编译异常。

跑马灯的Demo我从welcome的Demo创建的，可以编译通过。

lugl4313820

神龙居市发表于 2022-5-1 20:09 git下载的工程编译异常。跑马灯的Demo我从welcome的Demo创建的，可以编译通过。

文件没有引用进来，看看常见问题的那篇帖子。【问答专用帖】剑池CDK常见问题Q&A - 平头哥RISC-V RVB2601活动专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)

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