【STM32CubeMX项目】STM32DHT11工程文件

news2024/11/28 4:31:12

前言

  在我的另一篇里文章里已经介绍过DHT11的时序理论了，这里介绍下，我写DHT11的数据获取的思路和调用。程序验证后，发现下述问题，暂时解决不了，但是还是会把个人的代码流程，函数的编写思路和工程写下，也欢迎大家能发现问题，或者能起到参考作用吧。

问题

  不过我现在又发现了个很奇怪的问题，STM32复位后的第一次DHT11数据的获取一定是正确的，但是在以后的读取时就数据大概率出问题，问题也找出来是，DHT11一返回的 40 位数据被分为了 5 组，每组 8 位(一字节)，但是每一组的相等于高位的第一位，就容易将’0’判定为‘1’，代码检测时序我检查比较过很多次了，找不出问题源，都怀疑是不是DHT11外部连接或者物理性质的问题了。上述问题，在未开启校验的情况下进行了检测，但在每次数据捕获之间间隔 2 秒的情况下进行了测试。

理论

在写DHT11的数据获取代码时，函数编写基于下述思路。

  • DHT11要用到MS级别的延时，直接等效调用HAL库的延时函数。

    //DHT11毫秒延时
//参数1： Xms延时
void DHT11_DelayMs(int ms)
{
	HAL_Delay(ms);
}

  • DHT11要用到US级别的延时，需要用到空指令，和函数调用和循环调用的时间等诸多考虑因数，最后还得有逻辑分析仪或示波器，来检验US的延时是否符合要求。

    #define DHT11_5NOP(); __NOP;__NOP;__NOP;__NOP;__NOP;
//DHT11的10微秒延时
void DHT11_Delay10Us()
{
	for(char i=100;i>0;i--)
	{
		DHT11_5NOP();
	}
}

  • 下述代码是检测高电平的持续时间，还判断DHT11的数据位是’0’还是’1’。

    //判断数据位
//返回值：
char DHT11_IfBit()
{
	char Start;
	unsigned char StartNum=0;
	//拉高判断
	do{
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	}while(!Start);
	//高电平存在时长判断
	do{
		DHT11_Delay10Us();
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
		StartNum++;
		//if(StartNum>6) break;
	}while(Start);
	//电平判断
	if(StartNum<4)
	{
		Start=0;
	}
	else
	{
		Start=1;
	}
	return Start;
}

  • 用下述两种方法来，确保度过高低电平的持续时间，进入下一个边沿信号。

    //拉高判断
	do{
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	}while(!Start);
	//拉低判断
	do{
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	}while(Start);

代码

  实践环境：代码是基于STM32CubeMX生成的，主频是72MHz。DHT11的DATA引脚接到PA1。OLED的SCL接PB8，OLED的SDA接PB9。

  工程中我都加入了注释，文章后面，会分享我的工程的。下面，提供部分代码的预览。如果工程中的的DHT11库代码，跟我另一片DHT11理论文章中粘贴出来的不一样，以工程中的代码为准，因为我可能有时候有些逻辑优化之类的小改。

在这里插入图片描述

main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "DHT11.h"
#include "oled.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
extern unsigned char DHT11_DATA[5];
/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
//DHT11的10微秒延时
/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  DHT11_Init();
  OLED_Init();
  OLED_Clear();
  /* USER CODE END 2 */
	
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  //OLED_ShowNum(1,1,DHT11_Start,3,16);
  HAL_Delay(500);
  while (1)
  {
	  DHT11_ReadData();
	  
	  //OLED_Clear();DHT11_DATA
	  //检测输出湿度的数据
	  OLED_ShowNum(1,0,DHT11_DATA[0],3,16);
	  OLED_ShowNum(32,0,DHT11_DATA[1],3,16);
	  //检测输出温度的数据
	  OLED_ShowNum(1,2,DHT11_DATA[2],3,16);
	  OLED_ShowNum(32,2,DHT11_DATA[3],3,16);
	  //检测校验的数据
	  OLED_ShowNum(1,4,DHT11_DATA[4],3,16);
	  
//    OLED_ShowNum(1,6,DHT11_Init(),3,16);
	  //校验后，输出
	  OLED_ShowNum(1,6,DHT11_GetData(0,1),3,16);
//	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
//	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
	  
	  //OLED_ShowNum(48,6,HAL_GetTick(),3,16);
	  //OLED_ShowNum(1,7,DHT11_DATA[0],8,16);
	  HAL_Delay(2000);
//	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
//	  HAL_Delay(1000);
//	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
//	  DHT11_Init();
//	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

在这里插入图片描述

DHT11.c

#include "main.h"
#include "DHT11.h"
//控制接口
#define DHT11_DataPinx 	GPIO_PIN_1
#define DHT11_DataGPIOx GPIOA
#define DHT11_DataH() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET)
#define DHT11_DataL() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET)
#define DHT11_DataR() HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)

#define DHT11_5NOP(); __NOP;__NOP;__NOP;__NOP;__NOP;

//数据存放数组
unsigned char DHT11_DATA[5];

//DHT11毫秒延时
//参数1： Xms延时
void DHT11_DelayMs(int ms)
{
	HAL_Delay(ms);
}
//DHT11的10微秒延时
void DHT11_Delay10Us()
{
	for(char i=100;i>0;i--)
	{
		DHT11_5NOP();
	}
}

//DHT11数据引脚设置为输入模式
void DHT11_DataSetIn()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_DataPinx;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(DHT11_DataGPIOx, &GPIO_InitStruct);
}
//DHT11数据引脚设置为输出模式
void DHT11_DataSetOut()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(DHT11_DataGPIOx, &GPIO_InitStruct);
}

//判断数据位
//返回值：
char DHT11_IfBit()
{
	char Start;
	unsigned char StartNum=0;
	//拉高判断
	do{
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	}while(!Start);
	//高电平存在时长判断
	do{
		DHT11_Delay10Us();
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
		StartNum++;
		//if(StartNum>6) break;
	}while(Start);
	//电平判断
	if(StartNum<4)
	{
		Start=0;
	}
	else
	{
		Start=1;
	}
	return Start;
}

char i=0;
signed char a=0;

//等待收集数据
void DHT11_ReadData()
{
	char Start;
	DHT11_Init();
	DHT11_DataSetIn();
	//拉高判断
	do{
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	}while(!Start);
	//拉低判断
	do{
		Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	}while(Start);
	
	//第一个数据开始传输
	//数组索引0~4
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		for(a=0;a<8;a++)
		{
			Start=DHT11_IfBit();
			DHT11_DATA[i]|=Start;
			if(a>=7) break;
			DHT11_DATA[i]<<=1;
		}
	}
	
}

//DHT11初始化
//返回值： 0.有响应  1.无响应
char DHT11_Init(void)
{
	char Start=1;
	//设置为输出模式
	DHT11_DataSetOut();
	//主机拉低至少20ms
	DHT11_DataL();
	DHT11_DelayMs(20);
	//主机拉高至少20us-40us
	DHT11_DataH();
	DHT11_Delay10Us();
	DHT11_Delay10Us();
	DHT11_Delay10Us();
	//设置为输入模式
	DHT11_DataSetIn();
	Start=HAL_GPIO_ReadPin(DHT11_DataGPIOx,DHT11_DataPinx);
	return Start;
}

//DHT11获取数据
//参数Mode： 	0：返回湿度  1：返回温度
//参数Check:		0：关闭校验	1：开启校验
//说明：如果开启校验，但是校验失败，就会返回值为0
float DHT11_GetData(char Mode,char Check)
{
	float ReData=0;
	switch(Mode)
	{
		case 0:
			ReData=DHT11_DATA[0]+DHT11_DATA[1]/255.0f;
		break;
		case 1:
			ReData=DHT11_DATA[2]+DHT11_DATA[3]/255.0f;
		break;
	}
	if(Check==1)
	{
		if(DHT11_DATA[0]+DHT11_DATA[1]+DHT11_DATA[2]+DHT11_DATA[3]!=DHT11_DATA[4])
		{
			ReData=0;
		}
	}
	return ReData;
}

工程

我写的DHT11时序理论文章：【模块系列】STM32&&DHT11时序理论&&关键代码
链接：https://pan.baidu.com/s/1yJQj6P5SbZvCbXatUoTB3w 提取码：fvkk

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