温湿度传感…前言

对于一些单片机类的环境检测或者智能家居小项目中温湿度传感器DHT11以及光照强度传感器BH1750往往是必不可少的两个外设下面我们来剖析这两个外设的原理以及使用。

温湿度传感器DHT11

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。

对于温度的测量范围为0到50℃能测量的湿度范围为20~95%RH。

如上图所示DTH11传感器一般有3线制和4线制两种类型本次以3线制传感器为例进行说明4线制传感器请参考商家提供的使用手册。

对于3线制在接线上有

VCC外接3.3-5V电源GND外接GNDDATA小板开关数字量输出接口接单片机IO口

1.2

DHT11的DATA口用于与单片机的通讯和同步采用单总线数据格式一次通讯时间为4ms左右数据分为小数部分和整数部分具体格式在下面说明当前小数部分用于以后拓展现读出为0。

操作流程如下

8bit湿度整数数据

用户MCU发送一次开始信号后DHT11从低功耗模式转换到高速模式等待主机开始信号结束后DHT11发送响应信号送出40bit的数据并触发一次信号采集用户可选择读取部分数据。

从模式下DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集如果没有接收到主机发送开始信号DHT11不会主动进行温湿度采集。

采集数据后转换到低速模式。

总线空闲状态为高电平主机把总线拉低等待DHT11响应主机把总线拉低必须大于18毫秒保证DHT11能检测到起始信号。

DHT11接收到主机的开始信号后等待主机开始信号结束然后发送80us低电平响应信号。

主机发送开始信号结束后延时等待20-40us后读取DHT11的响应信号主机发送开始信号后可以切换到输入模式或者输出高电平均可总线由上拉电阻拉高。

总线为低电平说明DHT11发送响应信号DHT11发送响应信号后再把总线拉高80us准备发送数据每一bit数据都以50us低电平时隙开始高电平的长短决定了数据位是0还是1。

格式如下图所示。

如果读取响应信号为高电平则DHT11没有响应请检查线路是否连接正常。

当最后一bit数据传送完毕后DHT11拉低总线50us随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

数字0信号表示

(DHT11_DQ_INretry100)//DHT11会拉低40~80us{retry;Delay_us(1);};

if(retry100)return

(!DHT11_DQ_INretry100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us{retry;Delay_us(1);};if(retry100)return

return

retry0;while(DHT11_DQ_INretry100)//等待变为低电平{retry;Delay_us(1);}retry0;while(!DHT11_DQ_INretry100)//等待变高电平{retry;Delay_us(1);}Delay_us(40);//等待40usif(DHT11_DQ_IN)return

1;else

i;DHT11_Rst();if(DHT11_Check()0){for(i0;i5;i)//读取40位数据{buf[i]DHT11_Read_Byte();}if((buf[0]buf[1]buf[2]buf[3])buf[4]){*humibuf[0];*tempbuf[2];}}else

return

GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,

ENABLE);

//使能PG端口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin

GPIO_Pin_11;

//PG11端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode

GPIO_Mode_Out_PP;

//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed

GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,

GPIO_InitStructure);

//初始化IO口GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_11);

//PG11

{GPIOB-CRH0XFFFF0FFF;GPIOB-CRH|812;}

#define

{GPIOB-CRH0XFFFF0FFF;GPIOB-CRH|312;}

IO操作函数

DHT11_Check(void);//检测是否存在DHT11

void

BH1750是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路。

所能测量的范围为1~65535Lx。

最小误差变动

\pm20\%

名称注释GND电源地VCC电源3.3~5vSCLIIC的时钟线SDAIIC的数据线ADDR设备地址引脚空着

2.1

*********************************************************************************************************

i2c_Delay

*********************************************************************************************************

static

下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。

工作条件CPU主频72MHz

205KHz

*********************************************************************************************************

i2c_Start

*********************************************************************************************************

void

*/BH1750_I2C_SDA_1();BH1750_I2C_SCL_1();i2c_Delay();BH1750_I2C_SDA_0();i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_0();i2c_Delay();

*********************************************************************************************************

i2c_Start

*********************************************************************************************************

void

*/BH1750_I2C_SDA_0();BH1750_I2C_SCL_1();i2c_Delay();BH1750_I2C_SDA_1();

*********************************************************************************************************

i2c_SendByte

*********************************************************************************************************

void

0x80){BH1750_I2C_SDA_1();}else{BH1750_I2C_SDA_0();}i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_1();i2c_Delay();

释放总线}_ucByte

*********************************************************************************************************

i2c_ReadByte

*********************************************************************************************************

uint8_t

1;BH1750_I2C_SCL_1();i2c_Delay();if

(BH1750_I2C_SDA_READ()){value;}BH1750_I2C_SCL_0();i2c_Delay();}return

value;

*********************************************************************************************************

i2c_WaitAck

*********************************************************************************************************

uint8_t

*/i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_1();

CPU驱动SCL

0;BH1750_I2C_SCL_0();i2c_Delay();return

re;

*********************************************************************************************************

i2c_Ack

*********************************************************************************************************

void

*/i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_1();

CPU产生1个时钟

*/i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_0();i2c_Delay();BH1750_I2C_SDA_1();

CPU释放SDA总线

*********************************************************************************************************

i2c_NAck

*********************************************************************************************************

void

*/i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_1();

CPU产生1个时钟

*/i2c_Delay();BH1750_I2C_SCL_0();i2c_Delay();

*********************************************************************************************************

功能说明:

*********************************************************************************************************

static

GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(BH1750_RCC_I2C_PORT,

ENABLE);

BH1750_I2C_SDA_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed

GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode

GPIO_Mode_Out_OD;

*/GPIO_Init(BH1750_GPIO_PORT_I2C,

给一个停止信号,

*********************************************************************************************************

i2c_CheckDevice

检测I2C总线设备CPU向发送设备地址然后读取设备应答来判断该设备是否存在

返回值

*********************************************************************************************************

uint8_t

{i2c_Start();//发送写地址i2c_SendByte(BH1750_Addr|0);if(i2c_WaitAck()1)return

1;//发送控制命令i2c_SendByte(data);if(i2c_WaitAck()1)return

2;i2c_Stop();return

i2c_Start();//发送读地址i2c_SendByte(BH1750_Addr|1);if(i2c_WaitAck()1)return

0;//读取高八位receive_datai2c_ReadByte();i2c_Ack();//读取低八位receive_data(receive_data8)i2c_ReadByte();i2c_NAck();i2c_Stop();return

receive_data;

{BH1750_Byte_Write(MODULE_RESET);

}//BH1750初始化

BH1750_Byte_Write(Measure_Mode);//SysTick_Delay_ms(120);

//获取光照强度

(float)(BH1750_Read_Measure()/1.1f*Resolurtion);return

(int)

((Measure_ModeCONTINUE_H_MODE2)|(Measure_ModeONE_TIME_H_MODE2))#define

Resolurtion

((Measure_ModeCONTINUE_H_MODE)|(Measure_ModeONE_TIME_H_MODE))#define

Resolurtion

((Measure_ModeCONTINUE_L_MODE)|(Measure_ModeONE_TIME_L_MODE))#define

Resolurtion

GPIO_SetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C,

BH1750_I2C_SCL_PIN)

GPIO_ResetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C,

BH1750_I2C_SCL_PIN)

GPIO_SetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C,

BH1750_I2C_SDA_PIN)

GPIO_ResetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C,

BH1750_I2C_SDA_PIN)

GPIO_ReadInputDataBit(BH1750_GPIO_PORT_I2C,

BH1750_I2C_SDA_PIN)

原创力文档https://max.book118.com/html/2022/0404/5140311013004211.shtm

1.代码中的dht11.c、“dht11.h”、“sys.h”、“bh1750.c”、bh1750.h可在我的博客中下载。