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七、【中級篇】傳感器DHT11、DHT22、DS18B20

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摘要：傳感器傳感器簡介串口與并口單工與半雙工上拉電阻是用來供應電流的下拉電阻是用來分擔電流的傳感器串行接口收發數據分析的讀寫時序傳感器簡介智能終端是在感知層如果想要感知采集數據必定需要使用傳感器市面上的傳感器有很多檢測氣體的

1.傳感器簡介

智能終端是在感知層,如果想要感知采集數據必定需要使用傳感器

市面上的傳感器有很多：
檢測氣體的 溫度 濕度 稀有氣體含量(CO CO2 O2 甲醛 乙醇 甲烷 …)
檢測液體的 溫度 PH值 渾濁 液位
檢測固體的 濕度 元素含量
檢測人體 溫度 血壓 心率 血糖…

傳感器的接口也有很多：
GPIO接口 串口接口(USART/UART IIC IIS SPI …) 并口接口

數字型傳感器 和 模擬型傳感器

傳感器可以從采集種類、接口種類、采集到的數據種類分為很多種

串口與并口

串口：串行的接口或者串行的通信接口|串行的通訊接口,是指數據按照串行的方式進行傳輸(是指數據一位一位進行傳輸)
并口：并行的接口或者并行的通信接口|并行的通訊接口,是指數據按照并行的方式進行傳輸(是指數據多位多位進行傳輸)
注意:并不是說并口可以一次發送多位數據就說明并口比串口通信快，實際上正好相反,串口通信速度要比并口快
并口有很多的限制，(數據線與數據線之間會有電平干擾、需要同時發送同時接收)

單工與半雙工

單工模式 A–>---->–B
半雙工模式 A–>----<–B
全雙工模式 ---->-----

略…

上拉電阻：是用來供應電流的

下拉電阻：是用來分擔電流的

2.DHT11傳感器

從手冊中了解DHT11傳感器：

  • 是用來采集溫度和濕度的傳感器
  • 采集到的是數字量
  • 4管腳的封裝形式
  • 采集的范圍：濕度 : 20% - 90%(誤差:±5%），溫度 : 0℃ - 50℃(誤差:±2℃），
  • 分辨力 : 1(指的是采集的精度<只能采集整數部分>)
  • 連接方式：一個管腳用來接電源，一個管腳用來接地，一個管腳用來接MCU，一個管腳懸空(NC<沒有連接>)
  • 串行接口：是指數據按照串行的方式進行傳輸
  • 單線雙向(半雙工的工作模式)：指的是串行接口的工作模式
    單工模式，半雙工模式，全雙工模式
  • 一次完整的數據傳輸為40bit<5個字節>,高位先出
    8bit濕度整數數據+8bit濕度小數數據
    +8bit溫度整數數據+8bit溫度小數數據
    +8bit校驗和
    數據傳送正確時校驗和數據等于“8bit濕度整數數據+8bit濕度小數數據 +8bi溫度整數數據+8bit溫度小數數據”所得結果的末8位。
  • 軟件有軟件的協議,硬件也有硬件的協議：硬件的協議就是讀寫時序,讀寫時序都是官方定義出來的
    例子:DHT11在出產的時候,官方就已經定義好了一套讀寫時序，MCU想要和DHT11交互數據,就需要讓MCU遵守DHT11的讀寫時序
  • 分析DHT11的讀寫時序

串行接口收發數據

需要把形參c保存的8bit二進制數據,通過高位先出的方式進行傳輸
假設:MCU連接了PC9管腳,可以使用位帶發數據PCOut(9) 收數據PCIn(9)
數據線低電平代表數據0,數據線高電平代表數據1

/*發送數據*/void func(u8 c)//10111110{	u8 i = 0;//循環變量				for(i = 0; i < 8; i++)	{		if(c & 0x80)			PCOut(9) = 1;		else			PCOut(9) = 0;		c <<= 1;//01111100	}}

需要接收8bit二進制數據,傳感器通過高位先出的方式發送數據
假設:MCU連接了PC9管腳,可以使用位帶發數據PCOut(9) 收數據PCIn(9)
數據線低電平代表數據0,數據線高電平代表數據1

u8 func(void){	u8 c = 0;//用來接收數據的變量	u8 i = 0;//循環變量	for(i = 0; i < 8; i++)	{		c <<= 1;//c >>= 1;		if(PCIn(9) == 1)			c |= 1;//c |= 0x80;	}}

分析DHT11的讀寫時序



傳輸數據之前需要先檢測DHT11存不存在|DHT11有沒有損壞

void set_dht_output(void)//內部函數,把PC10管腳配置為輸出模式{	GPIO_InitTypeDef Gpio_Value;//定義了GPIO初始化結構體類型的變量		Gpio_Value.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//選擇了推挽的輸出模式	Gpio_Value.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//選擇了10號管腳	Gpio_Value.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//選擇了50MHz的輸出速率	GPIO_Init(GPIOC, &Gpio_Value);//按照上述配置初始化GPIOC組的管腳}void set_dht_input(void)//內部函數,把PC10管腳配置為輸入模式{	GPIO_InitTypeDef Gpio_Value;//定義了GPIO初始化結構體類型的變量		Gpio_Value.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//選擇了浮空的輸入模式	Gpio_Value.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//選擇了10號管腳	GPIO_Init(GPIOC, &Gpio_Value);//按照上述配置初始化GPIOC組的管腳}void dht_output_status(int n){	set_dht_output();//先把PC10管腳初始化為輸出模式	if(n == 0)		PCOut(10) = 0;	else		PCOut(10) = 1;}int dht_input_status(void){	set_dht_input();//先把PC10管腳初始化為輸入模式	return PCIn(10);}void dht_init(void)//DHT11初始化{	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);	//通過APB2總線使能GPIOC組的時鐘}void get_dht_value(char buf[5])//獲取DHT11傳感器采集的數據{	u8 flag = 0;//該變量是用來獲取PC10管腳的電平高低	u8 time = 0;//該變量是用來計數		dht_output_status(1);//把PC10管腳拉高	dht_output_status(0);//把PC10管腳拉低	delay_ms(20);//延時20ms	dht_output_status(1);//把PC10管腳拉高	//while(dht_input_status());//以死等的方式等待PC10管腳被拉低	do	{		flag = dht_input_status();//獲取PC10管腳的電平高低		delay_us(2);//延時2us		time++;//計數自增	}while(flag == 1 && time <= 20);//以超時處理的方式等待PC10管腳被拉低	if(time > 20)//判斷是否超時		return ;//提前結束程序	while(!dht_input_status());//以死等的方式等待PC10管腳被拉高	/*開始接收40bit的數據*/	//...............}

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