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研发客服前言
本项目主要通过使用STM32F103C8T6作为主控MCU，ESP8266作为数据透传模块，接入机智云AIoT云平台，通过在线智能产品，实现了远程联网、温湿度监测、APP控制等功能。
在上文中，主要介绍了“创建云端产品，烧录Gagent”，以便让设备能够联网，当然其中也备注了ESP8266烧写Gagent固件时的注意事项，说明定义数据点的作用。
在本文中，从原理开始讲解，阐述DHT11驱动的编写。
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1、DHT11 简要介绍
DHT11 器件采用简化的单总线通信，DATA 引脚用于微处理器与 DHT11 之间的通讯和同步，一次传送 40 位数据，高位先出。
举例：
2、时序分析（附代码）
用户主机（MCU）发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出 40bit 的数据，信号发送如图所示。
注意：主机（MCU）从 DHT11 读取的温湿度数据总是前一次的测量值。
总线空闲：
DHT11 的 DATA 数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平，此时 DHT11 的DATA 引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。
MCU 发出请求信号：
MCU I/O 设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于 18ms，然后MCU I/O设置为输入状态。由于上拉电阻，MCU I/O 即 DHT11 的 DATA 数据线也随之变高，之后等待 DHT11 作出回答信号。
DHT11 发出应答信号：
当 DHT11 的 DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后 DHT11 的 DATA引脚处于输出状态，输出 80us的低电平作为应答信号，紧接着输出 80us 的高电平通知 MCU 准备接收数据，MCU I/O 此时处于输入状态，检测到 DHT11 回应信号后，等待 80us 的高电平后的数据接收。
MCU 接收 40 位数据
由 DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据，MCU 根据 I/O 电平的变化来判断是 “0” 还是 “1” 。
位数据 “0” 的格式为：
50us 的低电平和 26-28us的高电平。
位数据 “1” 的格式为：
50us 的低电平加 70us 的高电平。
DHT11 发出结束信号
DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据后，继续输出低电平 50us 后转为输入状态，由于上拉电阻存在，变为高电平。
// 本驱动采用 HAL 库，us 级延时使用通用定时器实现，对 IO 引脚的状态的改变采用位操作以及直接寄存器操作
// 复位DHT11
void DHT11_Rst(void)
{
DHT11_IO_OUT(); //设置为输出
DHT11_DQ_OUT = 0; //拉低
HAL_Delay_ms(20); //拉低至少18ms
DHT11_DQ_OUT = 1; //拉高
HAL_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
uint8_t DHT11_Check(void)
{
uint8_t retry = 0;
DHT11_IO_IN(); //设置为输入
while(DHT11_DQ_IN && retry < 100) //DHT11会拉低40~80us
{
retry++;
HAL_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++;
HAL_Delay_us(1);
}
if(retry >= 100)
return 1;
return 0;
}
//从DHT11读取一个位
//返回值：1/0
uint8_t DHT11_Read_Bit(void)
{
uint8_t retry = 0;
while(DHT11_DQ_IN && retry < 100)//等待变为低电平
{
retry++;
HAL_Delay_us(1);
}
retry = 0;
while(!DHT11_DQ_IN && retry < 100)//等待变高电平
{
retry++;
HAL_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
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;
}
//从DHT11读取一次数据
//temp0~50°)
//humi20%~90%)
//返回值：0,正常;1,读取失败;2,校验和错误
uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp, uint8_t *humi)
{
uint8_t buf[5];
uint8_t 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 2; // 校验和错误
}
else
return 1;
return 0;
}
//初始化DHT11的 IO口, 同时检测DHT11的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
uint8_t DHT11_Init(void)
{
DHT11_GPIO_Init();
DHT11_Rst();
return DHT11_Check();
}
3、使用串口观察数据
将 printf 函数重定向至与 PC 相连的串口上。由于重定向相关函数已经包含在机智云生成的代码中（gizwits_product.c），我们直接使用 printf 进行数据打印即可。
#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
* @brief Retargets the C library printf function to the USART.
* @param None
* @retval None
*/
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the USART1 and Loop until the end of transmission */
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}
以下为相关测试代码：
state = DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity);
if(state == 2)
{
printf("the checksum is errorn");
}
else if(!state)
{
printf("temp = %d , humi = %dn", temperature, humidity);
}
else
{
printf("DHT11 is not answern");
}
若采集到的数据没有问题，即可将机智云协议相关代码移植进工程中。
本文结束。