stm32湿度传感器数据放入数组（DHT11及DHT21温湿度传感器时序图解析）
stm32湿度传感器数据放入数组（DHT11及DHT21温湿度传感器时序图解析）DHT21（AM2301）：DHT11引脚说明（正面观看，左边的为1脚）：测湿精度：±5% RH测温精度：±2℃分辨力：1
DHT11和DHT21是学习单总线通信中常见的传感器，在毕业设计中也常常用来测量环境的温湿度数据。
下面对DHT11和DHT21进行简单的对比：
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（正面观看，左边的为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DHT21供电范围都是3V~5.5V，对于STM32单片机，我们VDD引脚接3.3V即可；
（2）、DHT11的手册中说，SDA数据引脚接线长度短于20米时，用5K上拉电阻。大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻；
（3）、DHT11上电后，需要等待1s以越过不稳定状态，在此期间无需发现任何指令；本人尝试上电即读取，返回温湿度值都为0，1S以后温湿度值即可恢复正常；
（4）、电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF的电容，用以去耦滤波。
DHT11和DHT21的时序基本相同，下面以DHT11的时序图为例进行分析：
注意：
DHT11和DHT21的主线拉低的时间不同，DHT11主机（MCU）至少拉低18ms，DHT21主机（MCU）至少拉低500us，为了程序上兼容，我们一般将总线拉低25ms，这样DHT11和DHT21的驱动程序就可以兼容了。
DHT11总线驱动过程：
1、MCU发送开始起始信号
总线空闲状态为高电平，主机把总线拉低等待DHT11响应；
与MCU相连的SDA数据引脚置为输出模式；
主机把总线拉低至少18毫秒，然后拉高20-40us等待DHT返回响应信号；
2、读取DHT11响应
SDA数据引脚设为输入模式；
DHT11检测到起始信号后，会将总线拉低80us，然后拉高80us作为响应；
3、DHT11送出40bit数据
注意：
送出的数据高位在前。
40bit数据（5字节数据）数据包：
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
二进制的湿度数据 0000 0010 1000 1100 ==>转为十进制：652，除以10即为湿度值；
湿度=65.2％RH
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二进制的温度数据 0000 0001 0101 1111 ==>转为十进制：351，除以10即为温度值；
温度=35.1℃
当温度低于0℃时温度数据的最高位置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，所以尽管两者时序相同，却不能用同样的数据类型计算。
/**
* @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发送开始起始信号
DHT_ResetBit();
delay_ms(25); //拉低至少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的湿度整数数据
H_H = DH21_ReadByte();
//读取8bit的湿度小数数据
H_L = DH21_ReadByte();
//读取8bit的温度整数数据
T_H = DH21_ReadByte();
//读取8bit的温度小数数据
T_L = DH21_ReadByte();
//读取8位的校验和
Check = DH21_ReadByte();
//校验数据是否合法，合法的话将数据保存到全局结构体变量中备用
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数据的函数中有一个读取单字节（8bit）数据的函数DH21_ReadByte();这里涉及到1bit数据到底是0还是1的判断规则。
数据'0'还是'1'判定规则:
位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平和 26-28 微秒的高电平，
位数据“1”的格式为：50 微秒的低电平加 70微秒的高电平。
时序过程：
1、等待50us低电平结束
因为接收数据时，低电平的时间都是50us，该位数据到底是0还是1，取决于低电平后面的高电平的时间多少；
如果不考虑低电平的时间，我们可以简化程序，可以先等待低电平过去；
2、数据拉高后，判断30us后数据总线电平的高低
等待数据线拉高后，再延时30us，因为30us大于28us且小于70us，再检测此时数据线是否为高，如果为高，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
该函数的具体实现如下：
/**
* @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;
}
对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；
欢迎关注原文作者：嵌入式从0到1
原文标题：DHT11及DHT21温湿度传感器时序图解析（STM32）
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Vm8Vd6pAPwoTf-qAj03ECg
