DHT22 是一种常见的温湿度传感器，能够测量环境的温度和相对湿度，并通过单总线协议传输数据。它工作原理简单可靠，适合应用于环境监测领域。

        如何启动DHT22传感器，使用什么通信协议。

DHT22 的工作原理

1. 传感器结构

• 湿度检测：通过电容式湿度传感器测量空气中水汽含量。
• 温度检测：通过NTC热敏电阻测量温度。
• 数据处理：传感器内部包含一个 8 位微控制器，用于处理温湿度信号并将其编码为数字信号。
• 通信接口：单总线协议（One-Wire），通过一个数据引脚传输所有信息。

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2. 工作流程

1. 初始化阶段：

   • MCU 向 DHT22 发送启动信号：通过拉低数据线（通常 1ms 以上）并随后释放。
   • DHT22 响应一个握手信号：先输出一个低电平（80us），再输出一个高电平（80us）。

2. 数据传输阶段：

   • DHT22 开始以时序形式发送 40 位数据（湿度和温度）。
   • 数据以位为单位传输，每个位的时序如下：
     • 起始低电平：50us。
     • 高电平持续时间表示位值：
       • 低于 30us：逻辑 0。
       • 高于 70us：逻辑 1。

3. 数据内容：

   • 40 位数据分为 5 个字节：
     • 前 16 位：湿度数据（高 8 位和低 8 位）。
     • 中间 16 位：温度数据（高 8 位和低 8 位）。
     • 最后 8 位：校验和（用于验证数据正确性）。
   • 温度和湿度均为 16 位整数（带符号的温度值）。

4. 数据结束阶段：

   • DHT22 拉低数据线，标志通信结束。

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3. 通信时序

以下是关键时序：

• 初始化信号：MCU 拉低数据线 1~20ms。
• 响应信号：
  • DHT22 发送低电平 80us。
  • 随后发送高电平 80us。
• 数据时序：
  • 每一位的数据由一个 50us 的低电平起始。
  • 逻辑 0：低电平后高电平持续约 26~28us。
  • 逻辑 1：低电平后高电平持续约 70us。

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4. 数据格式

• 湿度数据（16 位）：

  • 高 8 位 + 低 8 位，单位为 0.1% RH。
  • 例如：0x02 0x58 表示湿度为 60.0% RH。

• 温度数据（16 位）：

  • 高 8 位 + 低 8 位，单位为 0.1°C。
  • 例如：0x01 0x2C 表示温度为 30.0°C。
  • 温度为负值时，高 8 位的最高位为 1。
  • 例如：0xFF 0x9C 表示温度为 -10.0°C。

• 校验和：

  • 校验和 = （湿度高 8 位 + 湿度低 8 位 + 温度高 8 位 + 温度低 8 位）取低 8 位。

#include "main.h"
#include <stdint.h>

#define DHT22_PORT GPIOA
#define DHT22_PIN GPIO_PIN_1

uint8_t DHT22_data[5]; // 存储从 DHT22 接收的 5 字节数据

// 设置 GPIO 为输出模式
void DHT22_SetPinOutput() {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = DHT22_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(DHT22_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

// 设置 GPIO 为输入模式
void DHT22_SetPinInput() {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = DHT22_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(DHT22_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

// 读取 DHT22 数据
uint8_t DHT22_ReadData(uint8_t *humidity, uint8_t *temperature) {
    uint8_t i, j;
    uint16_t raw_data = 0;

    // 初始化传感器
    DHT22_SetPinOutput();
    HAL_GPIO_WritePin(DHT22_PORT, DHT22_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 拉低电平 1ms
    HAL_Delay(1); 
    HAL_GPIO_WritePin(DHT22_PORT, DHT22_PIN, GPIO_PIN_SET);   // 拉高电平 20-40us
    delay_us(30);
    DHT22_SetPinInput(); // 切换到输入模式

    // 检测 DHT22 的响应信号
    uint32_t timeout = 1000;
    while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT22_PORT, DHT22_PIN) == GPIO_PIN_SET) {
        if (--timeout == 0) return 1; // 超时返回
    }

    // 等待低电平结束
    timeout = 1000;
    while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT22_PORT, DHT22_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {
        if (--timeout == 0) return 1;
    }

    // 等待高电平结束
    timeout = 1000;
    while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT22_PORT, DHT22_PIN) == GPIO_PIN_SET) {
        if (--timeout == 0) return 1;
    }

    // 读取 40 位数据
    for (j = 0; j < 5; j++) {
        for (i = 0; i < 8; i++) {
            // 等待数据起始信号
            while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT22_PORT, DHT22_PIN) == GPIO_PIN_RESET);

            // 计算高电平持续时间
            delay_us(40);
            if (HAL_GPIO_ReadPin(DHT22_PORT, DHT22_PIN) == GPIO_PIN_SET) {
                raw_data |= (1 << (7 - i)); // 如果高电平持续超过 40us，则为 1
                while (HAL_GPIO_ReadPin(DHT22_PORT, DHT22_PIN) == GPIO_PIN_SET);
            }
        }
        DHT22_data[j] = raw_data;
        raw_data = 0;
    }

    // 校验和检测
    if (DHT22_data[4] != (DHT22_data[0] + DHT22_data[1] + DHT22_data[2] + DHT22_data[3])) {
        return 2; // 校验和错误
    }

    // 数据解析
    *humidity = DHT22_data[0];
    *temperature = DHT22_data[2];
    return 0; // 成功
}