资讯详情

stm32温湿度传感器报告_DHT11及DHT21温湿度传感器时序图解析(STM32)

453d4a2422f56947772a913b23ed9b00.png

DHT11和DHT学习单总线通信中常见的传感器,在毕业设计中常用于测量环境的温湿度数据。

下面对DHT11和DHT简单对比21:

DHT11:

测量范围:20-90% RH 0-50℃

测湿精度:±5% RH

测温精度:±2℃

分辨力:1

DHT11引脚说明(正面看,左边1脚):

DHT21(AM2301):

测量范围:0-99.9% RH -40~ 80℃

测湿精度:±3% RH

测温精度:±0.5℃

分辨力:0.1%RH/0.1℃

典型应用电路:

说明:

(1)、DHT11和DHT供电范围为3V~5.5V,对于STM32单片机,我们VDD引脚接3.3V即可;

(2)、DHT11手册说,SDA当数据引脚接线长度小于20米时,使用5米K上拉电阻。大于20米时,根据实际情况使用适当的上拉电阻;

(3)、DHT11上电后,需要等待11s通过不稳定状态,在此期间无需发现任何指令;我试着通电读取,回到温湿度值为0,1S温湿度值可恢复正常;

(4)电源引脚(VDD,GND)可以增加1000nF用于去耦滤波的电容器

DHT11和DHT21的时序基本相同,以下是DHT以11时序图为例进行分析:

注意:DHT11和DHT主线拉低时间不同,DHT11主机(MCU)至少拉低18ms,DHT21主机(MCU)至少拉低500us,为了在程序上兼容,我们通常将总线降低25ms,这样DHT11和DHT21驱动程序可以兼容。

DHT11总线驱动过程:

1、MCU发送开始信号

总线的空闲状态是高电平,主机拉下总线等待DHT11响应;

与MCU相连的SDA数据引脚置为输出模式;

主机将总线拉低至少18毫秒,然后拉高20-40毫秒us等待DHT返回响应信号;

2、读取DHT11响应

SDA数据引脚设置为输入模式;

DHT检测到启动信号后,总线将降低80us,然后拉高80us作为响应;

3、DHT11送出40bit数据

注意:高位在前

40bit数据包数据(5字节数据)

DHT11

数据格式: 40bit数据=8位湿度整数 8位湿度小数 8位温度整数 8位温度小数 8位校验

DHT21

数据格式: 40bit数据=16bit湿度数据 16bit温度数据 8bit校验和

例子: 接收40bit数据如下:

0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110

湿度数据 温度数据 校验和

湿度高8位 湿度低8位 温度高8位 温度低8位=和的低8位=校验和

例如:0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111=1110 1110

二进制湿度数据 0000 0010 1000 1100 ==>十进制:652,除以10为湿度值;

湿度=65.2%RH

二进制温度数据 0000 0001 0101 1111 ==>转为十进制:351,除以10为温度值;

温度=35.1℃

当温度低于0℃温度数据最高位置1。

例如:-10.1℃表示为1000 0000 0110 0101

注意:DHT21温湿度数据为16位,DHT11数据为8位,因此尽管两者的时序相同,但不能用相同的数据类型来计算。

/**   * @brief  读取40bit数据   * @param  none.   * @retval 1 读取成功,0读取失败.   */ int DHT11_ReadData(void) {     unsigned int cout = 1;     unsigned int T_H, T_L, H_H, H_L, Check;       //设置IO为输出模式     DHT_Set_Output();       //1、MCU发送开始信号     DHT_ResetBit();     delay_ms(25);        /至少拉18ms     DHT_SetBit();             delay_us(20);        //拉高20~40us       //设置IO口为输入模式     DHT_Set_Input();       //2、读取DHT11响应     if(DHT_ReadBit() == Bit_RESET)     {         //等待80us的低电平         cout = 1;         while(!DHT_ReadBit() && cout  );           //等待80us的高电平         cout = 1;         while(DHT_ReadBit() && cout  );           //3、DHT11送出40bit数据         //读取8bit湿度整数数据         H_H = DH21_ReadByte();           //读取8bit湿度小数据         H_L = DH21_ReadByte();           //读取8bit温度整数数据         T_H = DH21_ReadByte();           //读取8bit温度小数据         T_L = DH21_ReadByte();           ///阅读8位的校准和         Check = DH21_ReadByte();           ///检查数据是否合法,合法地将数据保存到全局结构变量中备用         if(Check == (H_H   H_L   T_H   T_L))         {             DHT11.Hum_H = H_H;             DHT11.Hum_L = H_L;             DHT11.Tem_H = T_H;             DHT11.Tem_L = T_L;                 return 1;         }         else         {             return 0;         }     }     return 0; }

上面读取40bit在数据函数中读取单字节(8bit)数据的函数DH21_ReadByte();这里涉及1bit判断数据是0还是1的规则。

数据‘0’还是‘1’判断规则:

位数据0格式为:50 微秒的低电平和 26-28 微秒高电平,

位数据1格式为:50 微秒低电平加 高电平70微秒。

1、等待50us低电平结束

接收数据时,低电平时间为50us,数据是0还是1取决于低电平背后的高电平时间;

假如不考虑低电平时间,我们可以简化程序,先等低电平过去;

2.数据拉高后,判断30us后数据总线电平的高低

等数据线拉高,再延迟30us,因为30us大于28us且小于70us,此时检测数据线是否为高,若为高,则数据判定为1,否则为0。

位数据0判定图

位数据1判定图

函数的具体实现如下:/p>

/**
  * @brief  读取8bit 数据
  * @param  none.
  * @retval none.
  */
int DH21_ReadByte(void)
{
    int data=0;
    char i;
    char cout;
 
    for(i=0; i<8; i++)
    {
        //1、等待50us低电平结束
        cout=1;
        while(!DHT_ReadBit() && cout++);
 
        //2、数据拉高后,判断30us后数据总线电平的高低
        //延时30us之后读取IO口的状态
        delay_us(30);
 
        //先把上次的数据移位,再保存本次的数据位。
        data = data << 1;
 
        if(DHT_ReadBit() == Bit_SET)
        {    
            data |= 1;
        }        
 
        //等待输入的是低电平(高电平结束),进入下一位数据接收
        cout=1;
        while(DHT_ReadBit() && cout++);
    }

    return data;
}

40bit数据处理,得到温湿度数据:

/**
  * @brief  获取温度
  * @param  none.
  * @retval Temp, 温度值
  */
int DHT11_GetTem(void)
{
    //return (DHT11.Tem_H << 8 | DHT11.Tem_L);    //DHT21
    return (DHT11.Tem_H*10 + DHT11.Tem_L);        //DHT11
}

/**
  * @brief  获取湿度
  * @param  none.
  * @retval Hum,湿度值
  */
int DHT11_GetHum(void)
{
    //return (DHT11.Hum_H << 8 | DHT11.Hum_L);    //DHT21
    return (DHT11.Hum_H*10  + DHT11.Hum_L);       //DHT11
}

注意:上面函数得到的数据为真实温湿度值的放大10倍之后的值,使用时,需将函数的返回值除以10才为真实值;


从六月份开始,每个月会制作一个毕业设计难度的DIY作品,前期作品以模块组合的形式搭建,降低门槛,方便大家一起跟着做;DIY过程只在微信公众号中分享,大家没关注的,赶紧关注哈。

每个月时间大致安排:

  • 上个月25号,公布DIY作品名称;
  • 每月1日公布作品功能点及所需要的功能模块链接;
  • 每月10日前绘制完模块配合的线路板;
  • 每月15日之前硬件搭建完毕,之后按模块撰写代码,调试,随时公众号更新进展;
  • 每月月底开源整个作品的源码和PCB工程文件。

题目选取原则:

  • 公众号每个月20日发起投票,25号截止,票数最多的作为下个月的DIY内容;
  • 投票的备选项大家可以后台留言给我,我会选出五种留言最多的作为选项;
  • 每个月的DIY内容尽量与上个月分享的文章有一定的相关度,起到温故知新的作用。

有什么想法或者建议,后台留言给我哈。


喜欢请关注微信公众号:嵌入式从0到1

有啥想玩的模块,留言给我,咱们一起玩

标签: am2315温湿度传感器

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台