1.概述

本篇文章主要介紹如何使用芯片型號R7FA2L1AB2DFL的開發板外接溫濕度傳感器進行溫濕度檢測，并通過串口顯示溫濕度。

2.硬件準備

這里我們準備的是芯片型號R7FA2L1AB2DFL的開發板，DHT11溫濕度傳感器模塊。

3.溫濕度傳感器參數

供電電壓：3.3V~5.5V DC
輸出：單總線數字信號

測量范圍：濕度 20~90%RH，溫度 0~50℃

測量精度：濕度±5%RH，溫度±2%℃

分辨率：濕度1%RH，溫度1℃

長期穩定性：<±1%RH/年

4.新建工程

5.工程模板

6.保存工程路徑

7.芯片配置

8.工程模板選擇

9.UART配置

點擊Stacks->NewStack->Driver->Connectivity -> UART Driver on r_sci_uart。

10.UART屬性配置

11.設置e2studio堆棧

12.e2studio的重定向printf設置

C++ 構建->設置->GNU ARM Cross CLinker->Miscellaneous去掉Other linker flags中的 “--specs=rdimon.specs”

13.printf輸出重定向到串口

打印最常用的方法是printf，所以要解決的問題是將printf的輸出重定向到串口，然后通過串口將數據發送出去。

注意一定要加上頭文件#include

#ifdef __GNUC__                                 //串口重定向
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif

PUTCHAR_PROTOTYPE
{
        err = R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
        if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
        while(uart_send_complete_flag == false){}
        uart_send_complete_flag = false;
        return ch;
}

int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
    for(int i=0;i;i++)>

14.DHT11鏈接圖


由下圖我們可以得知，我們將DATA接在了P208引腳上。

15.IO配置

可以給P208命名，并將P208引腳設置為輸入模式。

16.DHT11數據傳輸


DHT11數字濕溫度傳感器采用單總線數據格式，單個數據引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。數據分小數部分和整數部分，一次完整的數據傳輸為40bit，高位先出。

數據格式為：8bit濕度整數數據+8bit濕度小數數據+8bit溫度整數數據+8bit溫度小數數據+8bit校驗和。

數據傳送正確，則byte4＋byte3＋byte2＋byte1=byte0。

17.數據發送時序

首先主機發送開始信號，主機變為輸出模式拉低數據線，保持至少18ms時間，再拉高數據線20~40us時間，然后主機變為輸入模式讀取DHT11的響應。DHT11接收到主機發送的開始信號，DHT11會拉低數據線，保持80us時間，作為響應信號，然后DHT11拉高數據線，保持80us時間后，開始輸出數據。待40bit數據傳輸結束后，上拉電阻拉高總線。

18.數據0&數據1

數據１時序圖：

數據0時序圖：

通過對比時序圖可知，要判斷數據0或數據1，只要判斷拉高電平時間即可。例如，在電平被拉高的40us判斷高低電平，若此時為低電平，則為數據0。若此時為高電平，則為數據1。

19.R_IOPORT_PortDirectionSet()函數原型

故可以通過R_IOPORT_PortDirectionSet()函數設置端口IO方向，設置方法如下所示。

//設置P208為輸入
R_IOPORT_PortDirectionSet(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_02, 0<<8, 1<<8);

//設置P208為輸出
R_IOPORT_PortDirectionSet(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_02, 1<<8, 1<<8);

20.dht11.c& dht11.h


添加2個文件，dht11.c是驅動文件，dht11.h是頭文件。

dht11.c 代碼：

#include "hal_data.h"
#include 
#include "dht11.h"

uint8_t Temp;
uint8_t Humi;
uint8_t flag=0;
uint8_t retry=0;
bsp_io_level_t p_port_value_dht11;

void DHT11_Rst()
{
    DHT11_IO_OUT();//SET OUTPUT
    DHT11_DQ_LOW;//拉低DQ
    R_BSP_SoftwareDelay(18, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);//拉低至少18ms
    DHT11_DQ_HIGH;//DQ=1
    R_BSP_SoftwareDelay(20, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);//主機拉高20~40us
}

void DHT11_Check()
{
    DHT11_IO_IN();//SET INPUT
    retry=0;
    R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11, &p_port_value_dht11);
    while(p_port_value_dht11&&retry<100)
    {
          R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11, &p_port_value_dht11);
          retry++;
          R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    }
    if(retry>=100)flag=1;
    else retry=0;
    while(!p_port_value_dht11&&retry<100)
    {
          R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11, &p_port_value_dht11);
          retry++;
          R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    }
    if(retry>=100)flag=1;
    if(flag==1)
    {
        printf("No dht11\n");
        R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
    }
}

void DHT11_Read_Data()
{
        uint8_t buf[5];
        uint8_t i;
        flag=0;

        DHT11_Rst();
        DHT11_Check();
        if(flag==0)
        {
               for(i=0;i<5;i++)//讀取40位數據
               {
                     buf[i]=DHT11_Read_Byte();
               }
               if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])//校驗讀的溫濕度結果是否正確
               {
                     Humi=buf[0];
                     Temp=buf[2];
                     printf("Humi=%d\n",Humi);
                     printf("Temp=%d\n",Temp);
               }
               else printf("Receive error\n");
        }
        R_BSP_SoftwareDelay(2, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);

}
//從DHT11讀取一個位   返回值：1/0
uint8_t DHT11_Read_Bit(void)
{
      retry=0;

      while(p_port_value_dht11&&retry<100)//等待變為低電平
      {
             R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11, &p_port_value_dht11);
             retry++;
             R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
      }

      retry=0;

      while(!p_port_value_dht11&&retry<100)//等待變為高電平
      {
             R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11, &p_port_value_dht11);
             retry++;
             R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
      }

      R_BSP_SoftwareDelay(30, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
      R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, DHT11, &p_port_value_dht11);
      if(p_port_value_dht11)return 1;
      else return 0;
}
//從DHT11讀取一個字節   //返回值：讀到的數據
uint8_t DHT11_Read_Byte(void)
{
    uint8_t i,dat;
    dat=0;
   for (i=0;i<8;i++)
  {
      dat<<=1;
      dat|=DHT11_Read_Bit();
    }
    return dat;
}

dht11.h 代碼：

#ifndef _DHT11_H_
#define _DHT11_H_

//IO方向設置
#define DHT11_IO_IN()  R_IOPORT_PortDirectionSet(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_02, 0<<8, 1<<8)
#define DHT11_IO_OUT() R_IOPORT_PortDirectionSet(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_02, 1<<8, 1<<8)
//IO操作
#define DHT11_DQ_LOW   R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_02_PIN_08, BSP_IO_LEVEL_LOW) //數據端口   PA0
#define DHT11_DQ_HIGH  R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_02_PIN_08, BSP_IO_LEVEL_HIGH)  //數據端口   PA0

void DHT11_Rst(void);
void DHT11_Check(void);
void DHT11_Read_Data(void);
uint8_t DHT11_Read_Bit(void);
uint8_t DHT11_Read_Byte(void);

#endif

21.hal_entry.c

hal_entry.c代碼：

#include "hal_data.h"
#include 
#include "dht11.h"

FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER

fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
unsigned char send_buff[100];
volatile bool uart_send_complete_flag = false;
void user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{
    if(p_args->event == UART_EVENT_TX_COMPLETE)
    {
        uart_send_complete_flag = true;
    }
}

#ifdef __GNUC__                                 //串口重定向
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
        err = R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
        if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
        while(uart_send_complete_flag == false){}
        uart_send_complete_flag = false;
        return ch;
}

int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
    for(int i=0;i;i++)>

22.結果演示


上圖是我們測出來的溫濕度，下圖是當地溫濕度。可以看出還是在誤差范圍內的。

當我們沒有接上DHT11時：