1)实验平台：alientek NANO STM32F411 V1开发板
2)摘自正点原子STM32F4 开发指南（HAL 关注官方微信官方账号，获取更多信息：正点原子
第二十八章 DHT11 实验数字温湿度传感器
在最后一章中，我们介绍了数字温度传感器 DS18B20 本章将介绍数字温湿度传感器的使用DHT11 传感器不仅可以测量温度，还可以测量湿度。本章将向您介绍如何使用它 STM32F4来读取DHT11 数字温湿度传感器获取环境温湿度等信息，并在数字管上显示温湿度值。本章分为以下几个部分：
28.1 DHT11 简介
28.2 硬件设计
28.3 软件设计
28.4 下载验证
28.1 DHT11 简介
DHT11 是一种集湿度温度为一体的数字传感器。该传感器包括一个电阻测湿元件和一个 NTC高性能的温度测量元件 8 单片机相连。本地湿度和温度可通过单片机等微处理器的简单电路连接实时采集。DHT11 简单的单总线可以在单片机之间通信，只需要一个 I/O 口。传感器内部湿度和温度数据 40Bit 数据一次性传输到单片机，数据通过验证和验证，有效保证了数据传输的准确性。DHT11 功耗很低，5V 在电源电压下，工作平均最大电流 0.5mA。
DHT11 技术参数如下：
?
工作电压范围：3.3V-5.5V
?
工作电流 ：平均 0.5mA
?
输出：单总线数字信号
?
测量范围：湿度 20~90％RH，温度 0~50℃
?
精度 ：湿度±5%，温度±2℃
?
分辨率 ：湿度 1%，温度 1℃
DHT11 如图所示 28.1.1 所示：
图 28.1.1 DHT11 管脚排列图
虽然 DHT11 与 DS18B20 类似地，都是单总线访问，但是 DHT11 访问，相对 DS18B20 来
要简单得多。让我们先看看。 DHT11 数据结构。
DHT11 数字湿度传感器采用单总线数据格式。即单个数据引脚端口完成输入输出双向
传输。其数据包由 5Byte（40Bit）组成。数据分为小数部分和整数部分，完整的数据传输为
40bit，高位先出。DHT11 数据格式为：8bit 湿度数据 8bit 湿度小数据 8bit 温度整数
数据 8bit 温度小数据 8bit 校准和。其中校准和数据是前四个字节入。
传感器数据输出未编码的二进制数据。数据(湿度、温度、整数、小数)应分开
例如，一次从 DHT11 读取的数据如图所示 28.1.2 所示：
图 28.1.2 某次读取到 DHT11 的数据
湿度和温度
湿度= byte4 . byte3=45.0 (％RH)
温度= byte2 . byte1=28.0 ( ℃)
校验= byte4 byte3 byte2 byte1=73(=湿度 温度)(校准正确)
可以看出，DHT11 数据格式很简单，DHT11 和 MCU 最大的通信是 3ms 左右，
建议主机连续读取时间间隔不小于 100ms。
下面，我们来介绍一下 DHT11 传输时序。DHT11 数据发送 27.1.3 所示：
图 28.1.3 DHT11 数据发送过程
首先，主机发送开始信号，即降低数据线并保持它 t1（至少 18ms）然后提高数据线的时间 t2
（20~40us）读取时间 DHT11 如果响应正常，DHT11 会降低数据线，保持 t3（40~50us）
时间，作为响应信号，然后 DHT11 提高数据线，保持 t4（40~50us）时间过后，开始输出数据。
DHT11 输出数字0时序如图所示 28.1.4 所示：
图 27.1.4 DHT11 数字‘0’时序
DHT11 如图所示，输出数字序如图所示 28.1.5 所示：
图 28.1.5 DHT11 数字‘1’时序
通过以上了解，我们就可以通过 STM32 来实现对 DHT11 的读取了。DHT11 这就是介绍
更详细的介绍，请参考 DHT11 数据手册。
28.2 硬件设计
因为开发板上没有标准配置 DHT11 这个传感器只有接口，所以要做本章的实验，
一定要找一个 DHT11 插在预留的 DHT11 接口上。
本章实验功能简介：启动时检查是否有 DHT11 存在，如果没有，串口打印提示
错误，并且DS3.快速闪烁。只有在检测。DHT如果发现11后开始读取温湿度值，DHT11，
则程序每隔 1s 左右读取数据，并在数字管上显示温度和湿度。我们也使用它 DS0 来指示
程序正在运行。
使用的硬件资源如下：
1） 指示灯 DS0、DS3
2） 数码管
3） DHT11 温湿度传感器
我们已经介绍了这些，DHT11 和 DS18B20 接口共用一个，但是 DHT11 有 4 条
腿，需要把 U2 的 4 使用所有接口，将 DHT11 传感器传感器插入这个传感器 STM32F1 来
读取温湿度值。如图所示 28.2.1 所示：
图 28.2.1 DHT11 连接示意图
这里要注意，将 DHT11 有字的一面朝内，有许多孔的一面朝外，然后插入
如图所示，四个孔内即可。
28.3 软件设计
打开 DHT11 我们可以在数字温湿度传感器实验工程中添加数字温湿度传感器 dht11.c 文件和
dht11.h 文件，所有 DHT11 这两个文件中都有相关的驱动代码和定义。
打开 dht11.c 代码如下：
//复位 DHT11
void DHT11_Rst(void)
{
DHT11_IO_OUT();
//设置为输出
DHT11_DQ_OUT=0; //拉低 DQ
delay_ms(20);
至少//拉低 18ms
DHT11_DQ_OUT=1; //DQ=1
delay_us(30);
///主机拉高 20~40us
}
//等待 DHT11 的回应
//返回 1:未检测到 DHT11 的存在
//返回 0:存在
u8 DHT11_Check(void)
{
u8 retry=0;
DHT11_IO_IN();
//设置为输出
while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11 会拉低 40~80us
{
retry ;
delay_us(1);
};
if(retry>=100)return 1;
else retry=0;
while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11 拉低后会再次拉高 40~80us
{
retry ;
delay_us(1);
};
if(retry>=100)return 1;
return 0;
}
//从 DHT11 读取一个位
//返回值：1/0
u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
u8 retry=0;
whileDHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平
{
retry++;
delay_us(1);
}
retry=0;
while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平
{
retry++;
delay_us(1);
}
delay_us(40);//等待 40us
if(DHT11_DQ_IN)return 1;
else return 0;
}
//从 DHT11 读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
u8 i,dat;
dat=0;
for (i=0;i<8;i++)
{
dat<<=1;
dat|=DHT11_Read_Bit();
}
return dat;
}
//从 DHT11 读取一次数据
//temp:温度值(范围:0~50°)
//humi:湿度值(范围:20%~90%)
//返回值：0,正常;1,读取失败
u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
{
u8 buf[5];
u8 i;
DHT11_Rst();
if(DHT11_Check()==0)
{
for(i=0;i<5;i++)//读取 40 位数据
{
buf[i]=DHT11_Read_Byte();
}
if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
{
*humi=buf[0];
*temp=buf[2];
}
}else return 1;
return 0;
}
//初始化 DHT11 的 IO 口 DQ 同时检测 DHT11 的存在
//返回 1:不存在
//返回 0:存在
u8 DHT11_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
//开启 GPIOB 时钟
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9;
//PB9
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;
//上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
//高速
HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
//初始化
DHT11_Rst();
return DHT11_Check();
}
该部分代码首先是通过函数 DHT11_Init 初始化传感器，然后根据我们前面介绍的单总线
操作时序来读取 DHT11 的温湿度值的，DHT11 的温湿度值通过 DHT11_Read_Data 函数读取，如
果返回 0，则说明读取成功，返回 1，则说明读取失败。同样我们打开 dht11.h 可以看到，头文
件中主要是一些端口配置以及函数申明，代码比较简单。 接下来我们打开 main.c，该文件代
码如下：
// 共阴数字数组
// 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F, .,全灭
u8 smg_num[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,
0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e,0x01,0x00};
u8 smg_wei=2;//数码管位选
u8 num=0;//数值
u16 led_t=0;//led 统计时间
u16 dht11_t=0;//dht11 采样时间
u8 temperature;//温度值
u8 humidity;//湿度值
int main(void)
{
HAL_Init();
//初始化 HAL 库
Stm32_Clock_Init(96,4,2,4);
//设置时钟,96Mhz
delay_init(96);
//初始化延时函数
LED_Init();
//初始化 LED
LED_SMG_Init();
//数码管初始化
uart_init(115200);
//串口初始化为 115200
printf("NANO STM32rn");
printf("DHT11 TESTrn");
while(DHT11_Init())
//DHT11 初始化
{
printf("DHT11 Errorrn");
delay_ms(200);
LED3=!LED3;//LED3 闪烁表示 DHT11 初始化失败
}
LED3=1;
printf("DHT11 OKrn");
TIM3_Init(19,7199);//数码管 2ms 定时显示
while(1)
{
}
}
//回调函数，定时器中断服务函数调用
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim==(&TIM3_Handler))
{
dht11_t++;
if(dht11_t==500)//DHT11 1S 采样
{
dht11_t=0;
DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity);//读取温湿度值
}
switch(smg_wei)
{
case 2: num = smg_num[temperature/10]; break;//温度值
case 3: num =smg_num[temperature%10];break;
case 6: num = smg_num[humidity/10]; break;//湿度值
case 7: num =smg_num[humidity%10];break;
}
LED_Write_Data(num,smg_wei);//写数据到数码管
LED_Refresh();//更新显示
smg_wei++;
if(smg_wei==4) smg_wei=6;
if(smg_wei==8) smg_wei=2;
led_t++;
if(led_t==250)//LED0 每 500ms 闪烁
{
led_t=0;
LED0=!LED0;
}
}
}
从上面代码可以看到，DHT11 温湿度的读取跟 DS18B20 实验同样在定时器中断执行，以每
隔 1S 时间采集温度和湿度，数码管同样是以 2ms 时间动态扫描显示,DS0 以每 500ms 闪烁一次，
以表示程序正在运行。
至此，我们本章的软件设计就结束了。
28.4 下载验证
在代码编译成功之后，我们通过下载代码到 ALIENTEK NANO STM32F4 开发板上，可以
看到数码管显示当前的温湿度值（假定 DHT11 已经接上去了），如图 28.4.1 所示：
图 28.4.1 DHT11 读取到的温湿度值
至此，本章实验结束。大家可以将本章通过 DHT11 读取到的温度值，和前一章的通过
DS18B20 读取到的温度值对比一下，看看哪个更准确？