【1】DHT11傳感器

DHT11是一種數字溫濕度傳感器，能夠通過數字信號輸出當前環境的溫度和濕度值。DHT11可以通過一條數據信號線連接到微控制器或其他外設，從而實現溫濕度的實時測量和數據讀取。

DHT11采用單總線通信協議，只需要連接一個數字信號線和兩個電源線，即可實現傳感器的數據讀取。傳感器本身具有一定的溫度和濕度校準能力，因此輸出的數據比較可靠。

DHT11傳感器的測量范圍為0~50°C的溫度和20%~90%的相對濕度，測量精度為±2°C和±5%RH。

【2】通信協議

DHT11采用單總線通信協議，使用一條數據信號線來傳輸數據，其中包括起始信號、數據位和校驗位。通信協議如下：

1. 主機發送一個開始信號給DHT11，即將數據信號線拉低至少18ms以上。
2. 主機發出啟動信號之后，拉低數據線至少80us，在這個過程中，DHT11將會檢測到主機發送的啟動信號，并做出回應。
3. DHT11響應主機發出的啟動信號后，會拉高數據信號線至少80us，表示傳輸數據前的“準備工作”已經完成。
4. DHT11開始向主機發送數據，每個數據包包含40個位，高位先傳輸。在數據傳輸的過程中，DHT11會將數據信號線從低電平轉換為高電平，表示1的開始，持續時間2628us，然后將數據線拉低，表示0的開始，持續時間70us。
5. 在發送完40位數據后，DHT11會發送一個校驗位。校驗位的計算方法是將前四個字節數據相加，求出一個8位校驗碼，將此校驗碼與第五個字節進行比較，如果相等，則數據傳輸成功，否則需要重傳數據。
6. 主機接收到數據后，需要將數據信號線拉高，以結束傳輸。

【3】讀取DHT11溫濕度數據

以下是一個讀取DHT11傳感器的溫度和濕度示例代碼：

Copy Code#include "stm32f10x.h"
#include "dht11.h"
?
#define DHT11_GPIO_PORT GPIOB
#define DHT11_GPIO_PIN GPIO_Pin_12
?
void delay_us(uint32_t us)
{
  us *= (SystemCoreClock / 1000000) / 5;
  while (--us);
}
?
void dht11_start(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
?
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_GPIO_PIN;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
?
  GPIO_Init(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
?
  /* 發送開始信號 */
  GPIO_ResetBits(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN);
  delay_us(18000);
?
  GPIO_SetBits(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN);
  delay_us(40);
?
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
?
  GPIO_Init(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
?
uint16_t dht11_read_bit(void)
{
  uint16_t retry = 0;
?
  while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == RESET) {
    retry++;
    if (retry > 1000) {
      return 0;
     }
    delay_us(1);
   }
?
  retry = 0;
?
  while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == SET) {
    retry++;
    if (retry > 1000) {
      return 0;
     }
    delay_us(1);
   }
?
  if (retry < 30) {
? ? ? ? ?return 0;
? ?  } else {
? ? ? ? ?return 1;
? ?  }
?}
??
?uint8_t dht11_read_byte(void)
?{
? ? ?uint8_t i;
? ? ?uint8_t data = 0;
??
? ? ?for (i = 0; i < 8; i++) {
? ? ? ? ?data <<= 1;
? ? ? ? ?if (dht11_read_bit()) {
? ? ? ? ? ? ?data |= 0x01;
? ? ? ?  }
? ?  }
??
? ? ?return data;
?}
??
?uint8_t dht11_read_data(dht11_data_t *data)
?{
? ? ?uint8_t i;
? ? ?uint8_t buf[5];
? ? ?uint8_t checksum = 0;
??
? ? ?dht11_start();
??
? ? ?if (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == RESET) {
? ? ? ? ?/* 等待DHT11響應 */
? ? ? ? ?while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == RESET);
??
? ? ? ? ?/* 等待DHT11發射數據 */
? ? ? ? ?while (GPIO_ReadInputDataBit(DHT11_GPIO_PORT, DHT11_GPIO_PIN) == SET);
??
? ? ? ? ?/* 接收數據 */
? ? ? ? ?for (i = 0; i < 5; i++) {
? ? ? ? ? ? ?buf[i] = dht11_read_byte();
? ? ? ?  }
??
? ? ? ? ?/* 校驗和 */
? ? ? ? ?checksum = buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3];
??
? ? ? ? ?if (checksum == buf[4]) {
? ? ? ? ? ? ?data->humidity = buf[0];
      data->temperature = buf[2];
      return 1;
     }
   }
?
  return 0;
}
?
int main(void)
{
  dht11_data_t data;
?
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
?
  /* 使能GPIOB時鐘 */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
?
  /* 配置DHT11引腳為輸入模式 */
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_GPIO_PIN;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
?
  GPIO_Init(DHT11_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
?
  while (1) {
    if (dht11_read_data(&data)) {
      printf("Temperature: %d°C   Humidity: %d%%n", data.temperature, data.humidity);
     } else {
      printf("Error reading data from DHT11.n");
     }
    delay_us(2000000);
   }
}

在這個示例代碼中，首先定義了一個dht11_data_t結構體，用于保存讀取的溫度和濕度數據。然后，編寫了一些函數來執行DHT11讀取操作。

delay_us()函數是一個簡單的延遲函數，用于等待一定量的時間。需要精確地計算一個微秒的延遲，并在循環中使用該延遲來等待一段時間。

dht11_start()函數用于發送DHT11的開始信號。將DHT11引腳配置為輸出模式，并發送18毫秒的低電平信號，然后再發送40微秒的高電平信號。

dht11_read_bit()函數用于讀取DHT11傳輸的數據位。等待DHT11輸出信號的變化，并根據變化的時間來判斷數據位的值。如果一個數據位的響應時間小于30微秒，則被判定為0，否則為1。

dht11_read_byte()函數用于讀取一個字節的數據（8個數據位）。通過調用dht11_read_bit()函數8次來讀取每個數據位，并將結果組合成一個字節。

dht11_read_data()函數用于讀取整個DHT11數據包，包括溫度、濕度和校驗和。首先調用dht11_start()函數發送開始信號，然后等待DHT11發送數據。使用dht11_read_byte()函數讀取5個字節的數據，并驗證校驗和以確保數據完整和正確。

最后，在main()函數中，初始化GPIO口和DHT11傳感器，并執行一個循環來讀取數據。如果讀取成功，則將溫度和濕度打印到串口終端上，否則輸出錯誤信息。


審核編輯：湯梓紅