HT11温湿度传感器通信（上）
日期：2010-11-9 12:55:43 点击：
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前段时间开发远程医疗系统（Dr.Cloud）就曾用到过温湿度传感器，不过当时考虑到集成难度，选了一个RS485接口的传感器，该传感器实现了Modbus Rtu Slave的功能，只要客户程序实现Modbus Rtu Client即可读出温湿度数据。是方便了开发，不过价格不菲，要价要150元左右。
网友fangyuan推荐了一款仅7元的DHT11温湿度传感器，刚开始以为是TTL电平的串口通信，后来一研究，原来通过一根数据线的双向通信，并且对时序要求很严格，这东西也许用单片做更容易，用STM32来做，反而有老虎吃天，无从下口之感。想来想去，最理想的方式也许需要深入研究时钟的输入捕获相关知识了。
DHT11的典型应用电路（见下图）。
通信接口为串行接口（单线双向），通信过程如下：
数字0和数字1的信号表示方法如下（有点类似红外遥控器的编码了）：
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
其工作模式为：用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
单片机读取数据的一般思路就是，延时一定的时间，去读Data数据线的电平是高是低，从而判断数据是0还是1。不过这样做，对延时精度要求很高，否则很容易把起始位当成数据位来判断了。
但是在STM32系统，由于存在多任务和中断程序，如果用传统的延时方法，是很难满足多任务下数据读取需求的，所以我最直接的思路还是，通过时钟的输入捕获功能，获取Data数据线上所有上升沿和下降沿的精确时间，有了这个数据，就可以非常精确的判断出数字0和数字1了。
设置时钟的代码如下：
//72M/(71 1)=1M 1us一次滴答
CPU_TIMER_Initialize(timer,0xFFFF,71,TIMER_ISR,NULL);
STM32F10x_TIMER &tim=STM32F10x::TIMER(timer);
//TIM3_CH3
tim.CCMR[1] = 0x01 | 0x30; //输入模式，滤波为8 映射到TI3上
tim.CCER = 0x0200; //下降沿有效
tim.DIER = 0x0008; //中断
//tim.CCER |= 0x0100; //捕获使能
//TIM3_CH4
tim.CCMR[1] |= 0x0200 | 0x3000; //输入模式，滤波为8 映射到TI3上
tim.CCER |= 0x0000; //上升沿有效
tim.DIER |= 0x0010;
//tim.CCER |= 0x1000; //捕获使能
中断TIMER_ISR函数里，记下中断发生时刻的计数器的值，根据这些值，就可以换算为实际的温湿度数据了，相关代码如下：
STM32F10x_TIMER &tim=STM32F10x::TIMER(timer);
time_index = 0;
HT_Flag = FALSE;
tim.CCER |= 0x0100; //捕获使能
tim.CCER |= 0x1000; //捕获使能
Sleep(10000); //延时 10ms 最长 80 80 40*(50 70) = 4960us = 4.96ms
tim.CCER &= ~0x0100; //捕获禁止
tim.CCER &= ~0x1000; //捕获禁止
tim.CR1 = 0x0; //禁止计数
if(time_index>8)
{
UINT32 index=0;
UINT32 data[128];
for(int i=4;i<time_index;i =2)
{
time_data[index ]=time_data[i];
}
if(index==40)
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
前段时间开发远程医疗系统（Dr.Cloud）就曾用到过温湿度传感器，不过当时考虑到集成难度，选了一个RS485接口的传感器，该传感器实现了Modbus Rtu Slave的功能，只要客户程序实现Modbus Rtu Client即可读出温湿度数据。是方便了开发，不过价格不菲，要价要150元左右。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
网友fangyuan推荐了一款仅7元的DHT11温湿度传感器，刚开始以为是TTL电平的串口通信，后来一研究，原来通过一根数据线的双向通信，并且对时序要求很严格，这东西也许用单片做更容易，用STM32来做，反而有老虎吃天，无从下口之感。想来想去，最理想的方式也许需要深入研究时钟的输入捕获相关知识了。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
DHT11的典型应用电路（见下图）。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
通信接口为串行接口（单线双向），通信过程如下：
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
数字0和数字1的信号表示方法如下（有点类似红外遥控器的编码了）：
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
数据格式:8bit湿度整数数据 8bit湿度小数数据
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
8bi温度整数数据 8bit温度小数数据
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
8bit校验和
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
其工作模式为：用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
单片机读取数据的一般思路就是，延时一定的时间，去读Data数据线的电平是高是低，从而判断数据是0还是1。不过这样做，对延时精度要求很高，否则很容易把起始位当成数据位来判断了。
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
但是在STM32系统，由于存在多任务和中断程序，如果用传统的延时方法，是很难满足多任务下数据读取需求的，所以我最直接的思路还是，通过时钟的输入捕获功能，获取Data数据线上所有上升沿和下降沿的精确时间，有了这个数据，就可以非常精确的判断出数字0和数字1了。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
设置时钟的代码如下：
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
//72M/(71 1)=1M 1us一次滴答
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
CPU_TIMER_Initialize(timer,0xFFFF,71,TIMER_ISR,NULL);
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
plcjs.技.术_网
STM32F10x_TIMER &tim=STM32F10x::TIMER(timer);
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
//TIM3_CH3
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
tim.CCMR[1] = 0x01 | 0x30; //输入模式，滤波为8 映射到TI3上
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
tim.CCER = 0x0200; //下降沿有效
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
tim.DIER = 0x0008; //中断
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
//tim.CCER |= 0x0100; //捕获使能
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
//TIM3_CH4
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
tim.CCMR[1] |= 0x0200 | 0x3000; //输入模式，滤波为8 映射到TI3上
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
tim.CCER |= 0x0000; //上升沿有效
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
tim.DIER |= 0x0010;
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
//tim.CCER |= 0x1000; //捕获使能
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
中断TIMER_ISR函数里，记下中断发生时刻的计数器的值，根据这些值，就可以换算为实际的温湿度数据了，相关代码如下：
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
STM32F10x_TIMER &tim=STM32F10x::TIMER(timer);
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
time_index = 0;
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
HT_Flag = FALSE;
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
tim.CCER |= 0x0100; //捕获使能
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
tim.CCER |= 0x1000; //捕获使能
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
Sleep(10000); //延时 10ms 最长 80 80 40*(50 70) = 4960us = 4.96ms
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
tim.CCER &= ~0x0100; //捕获禁止
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
tim.CCER &= ~0x1000; //捕获禁止
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
tim.CR1 = 0x0; //禁止计数
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
if(time_index>8)
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
{
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
UINT32 index=0;
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
UINT32 data[128];
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
for(int i=4;i<time_index;i =2)
plcjs.技.术_网
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
{
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
time_data[index ]=time_data[i];
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
}
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
if(index==40)
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