通用裸机-传感器

1 DHT11温湿度传感器#

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MCU通过一条数据线与DH11连接，MCU通过这条线发命令给DH11，DH11再通过这条线把数据发送给MCU。只需要一根GPIO就OK了。

核心就是MCU发给DH11的命令格式和DH11返回的数据格式。

1.1 时序解析#

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  1. MCU发送一个开始信号S，这个开始信号是一个低脉冲，然后再拉高。等待DHT11应答。

  2. DH11拉低，做出一个响应信号，再拉高，准备发送数据。

  3. 接着就是DH11返回的数据。

1.1.1 数据格式#

这些数据一共有40bit,高位先出。（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）

数据有40bit: 8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和

1.1.2 时序参数#

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MCU必须先拉低至少18ms, 然后再拉高20-40us, DH11再拉低80us以响应,最后再拉高80us。

1.1.3 数据传输#

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Bit0：1bit 50us开始后，DHT11拉低数据时间为30us以内。

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Bit1: 1bit 50us开始后，DHT11拉低数据时间为超过70us。

1.1.4 代码实现#

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使用GPG5引脚:

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static void dht11_data_cfg_as_output(void) {
        GPGCON &= ~(3<<10);
        GPGCON |= (1<<10);
}
static void dht11_data_cfg_as_input(void) {
        GPGCON &= ~(3<<10);
}

static void dht11_data_set(int val) {
        if (val)
                GPGDAT |= (1<<5);
        else
                GPGDAT &= ~(1<<5);
}
static int dht11_data_get(void) {
        if (GPGDAT & (1<<5))
                return 1;
        else
                return 0;
}
//DHT11操作：
void dht11_init(void) {
    dht11_data_cfg_as_output();
    dht11_data_set(1);
    mdelay(2000);
}

static void dht11_start(void) {
    dht11_data_set(0);
    mdelay(20);
    dht11_data_cfg_as_input();
}

static int dht11_wait_ack(void) {
    udelay(60);
    return dht11_data_get();
}

static int dht11_recv_byte(void) {
    int i;
    int data = 0;
    
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        if (dht11_wait_for_val(1, 1000)) {
            printf("dht11 wait for high data err!\n\r");
            return -1;
        }
        udelay(40);
        data <<= 1;
        if (dht11_data_get() == 1)
            data |= 1;
        
        if (dht11_wait_for_val(0, 1000)) {
            printf("dht11 wait for low data err!\n\r");
            return -1;
        }
    }
    return data;
}

static int dht11_wait_for_val(int val, int timeout_us) {
    while (timeout_us--) {
        if (dht11_data_get() == val)
            return 0; /* ok */
        udelay(1);
    }
    return -1; /* err */
}

int dht11_read(int *hum, int *temp) {
    unsigned char hum_m, hum_n;
    unsigned char temp_m, temp_n;
    unsigned char check;        
    
    dht11_start();
    
    if (0 != dht11_wait_ack()) {
        printf("dht11 not ack, err!\n\r");
        return -1;
    }

    if (0 != dht11_wait_for_val(1, 1000)) { /* 等待ACK变为高电平, 超时时间是1000us */
        printf("dht11 wait for ack high err!\n\r");
        return -1;
    }

    if (0 != dht11_wait_for_val(0, 1000)) { /* 数据阶段: 等待低电平, 超时时间是1000us */
        printf("dht11 wait for data low err!\n\r");
        return -1;
    }

    hum_m  = dht11_recv_byte();
    hum_n  = dht11_recv_byte();
    temp_m = dht11_recv_byte();
    temp_n = dht11_recv_byte();
    check  = dht11_recv_byte();

    dht11_data_cfg_as_output();
    dht11_data_set(1);

    if (hum_m + hum_n + temp_m + temp_n == check) {
        *hum  = hum_m;
        *temp = temp_m;
        mdelay(2000);  /* 读取周期是2S, 不能读太频繁 */
        return 0;
    } else {
        printf("dht11 checksum err!\n\r");
        return -1;
    }
}

void dht11_test(void) {
    int hum, temp;
    dht11_init();
    while (1) {
        if (dht11_read(&hum, &temp) != 0) {
            printf("\n\rdht11 read err!\n\r");
            dht11_init();
        } else {
            printf("\n\rDHT11 : %d humidity, %d temperature\n\r", hum, temp);
        }
    }
}