基于STM32使用DHT11温湿度模块

前言

DHT11模块是一种基于数字信号输出的简单温湿度传感器，它能够测量环境的温度和湿度，并将数据以数字信号的形式传输给控制主板，如Arduino，stm32，8051等微控制器。

DHT11模块由温湿度传感器、微处理器以及一些电子元器件组成。该模块采用单线总线通讯方式，具有非常高的可靠性、稳定性和精度。该模块的温度测量范围为0-50摄氏度，湿度测量范围为20%-90% RH（产品不一样范围也有所变化）。

DHT11模块广泛应用于温湿度监控、气象观测、空气质量检测、智能家居、农业、医疗等领域。在Arduino等开源硬件平台上，使用DHT11模块可以方便快捷地实现温湿度数据的采集和处理。

一、DHT11模块介绍

1、原理图

         这是我买的模块的图片以及原理图，初始的模块是有四个引脚，一般NC也是要接地的。这个只给出了三个引脚并且在每个引脚上都标出了VCC、DATA、GND所以一定要注意接线的问题！！！不要反接了，商家说的接反必烧！！！

        在模块上面还有一个电源指示灯，当你正确接线的时候就会亮但不代表你这个模块没有问题。我出现过灯是亮的但是读出的数据都是错的，所以当你试了很久很久能够确定自己写的代码没有错时请不要怀疑！也有可能是模块的问题！！！

        然后就是注意VCC的电压范围是3.3V-5V（具体的型号可以不同，要仔细一点看商家的介绍）

2、通信时序（单总线）

2.1、通信总过程

 黑色加粗是代表使用的微控制器（stm32）的处理，也就是我们程序的拉低拉高。浅棕色就是代表DHT11。

2.2、起始信号及DHT11应答

图中画出的圈1主要是微控制器（stm32）发起的起始信号，stm32拉低总线持续18ms以上然后再拉高20-40us。因为后面需要接收DHT11的信号，所以在发送完起始信号之后就要改变总线的模式为输入模式，以便后续的读数据。

图图画出的圈2主要是DHT11的回应（通过这个可以判断是否有这个外设存在），DHT11先拉低总线80us，然后再拉高80us，我们需要先判断stm32在释放总线后是否被DHT11拉低，然后再判断是否被拉高。两段都判断了才能证明DHT11真正存在。

2.3、数字1信号的应答时序

总线先被拉低50us左右，然后再拉高26-28us。 具体操作再后续的代码讲解中。

2.4、数字0信号的应答时序

总线先被拉低50us左右，然后再拉高70us左右。 具体操作再后续的代码讲解中。

2.5、数据格式

一次完整的数据传输为40bit,高位先出。

数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和

最后的校验位是前面四个数据的总和，用于验证接收到的数据是否正确。

二、使用步骤

1.使用CubeMX进行配置（基于stm32f407zgt6）

 后续代码生成步骤省略，要注意的是存储的路径中不能有中文！！！今天刚出现识别不了中文导致不能打开Keil。

自此关于工程的配置以及搭建已经全部完成，剩下的就是编写模块的代码。 

2.编写相关函数

由于HAL库没有封装延时us级的函数，所以需要自己写一个，有很多写法比如使用新的定时器等。

这里使用的是操作寄存器的方法进行对printf的重定向，有很多种不同的方法，能用就行。

编写的.h文件，进行了一些宏定义操作便于后续引脚的修改。

 注意：在上面所示代码中注释掉的printf千万不能有，因为printf会消耗较长时间对于时序来说是致命的！！！ 

3、实验结果

复位会出现一次数据错误，原因在于初始化和转换之间的间隔太短了，加一个20ms左右的延时即可。

三、代码分享

由于网盘分享文件不能过多，所以只选择分享了模块代码、dht11的文档。

https://www.aliyundrive.com/s/NkP7y9m3e6B

总结

个人感觉dht11对于stm32的学习还是有必要使用并且学习，在许多项目中也会有用到。本次文章是我学习完之后进行的一次总结，如有错误请指出，谢谢！