STM32温湿度传感器读取温湿度数据并显示到PC端串口助手

左手的ㄟ右手 2022-12-16 09:23 304阅读 0赞

STM32F407ZE使用温湿度传感器 (广州奥松) ,读取温湿度数据并显示到PC端串口助手实例  
输出结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

具体代码及解析如下：

main.c部分：

#include <stm32f4xx.h> 
    #include "dht11.h"
    #include "ustart.h"
    #include <string.h>
    
    DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;
    
    int main()
    { 
    	Systick_Init();
    	USART1_Init();
    	DHT11_Init(GPIO_Mode_OUT);
    	USART_SendString(USART1, "Hello world!\r\n");
    
    	while(1)
    	{ 
    		//调用Read_DHT11读取温湿度，若成功则输出该信息*/
    		if( Read_DHT11 ( & DHT11_Data ) == SUCCESS)
    		{ 
    			printf("\r\n 湿度:%d RH ,温度:%d.%d C\r\n",DHT11_Data.humi_int,		//湿度精度为整数
    									DHT11_Data.temp_int,DHT11_Data.temp_deci);	//温度精度为小数
    			delay_s(1);															//延时1us
    		}	
    	}
    }

ustart.h部分

#ifndef USTART_H
    #define USTART_H
    
    #include <stm32f4xx.h>
    #include <stm32f4xx_usart.h>
    #include <stdio.h>
    #include "sys.h"
    #include "delay.h"
    
    extern char USART1_ReceiveData[50];								//接收PC端发送过来的字符
    extern int Receive_Flag;
    
    void USART1_Init();
    void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx, char *DataString);
    #endif

ustart.c部分

#include "ustart.h"
    #include <string.h>
    
    int fputc(int ch, FILE *f) 
    { 
    	/* 发送一个字节数据到串口 */
    	USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch); //程序开始时，会发送一次数据，ch是系统分配的（可能是0），串口会显示大概两个空格的内容
    	/* 等待发送完毕 */
    	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    	return (ch);
    }
    
    void USART1_Init()
    { 
    	GPIO_InitTypeDef 	GPIOInit_Struct;
    	USART_InitTypeDef 	USARTInit_Struct;
    	NVIC_InitTypeDef  	USARTNVIC_Struct;
    	
    	//1、使能时钟
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    	
    	//2、初始化对应的IO引脚复用为USART1功能
    	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
    	
    	GPIOInit_Struct.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    	GPIOInit_Struct.GPIO_Mode	= GPIO_Mode_AF;
    	GPIOInit_Struct.GPIO_OType	= GPIO_OType_PP;
    	GPIOInit_Struct.GPIO_Speed 	= GPIO_Fast_Speed;
    	GPIOInit_Struct.GPIO_PuPd	= GPIO_PuPd_UP;
    	GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInit_Struct);
    	
    	//将PA9 PA10复用为USART1功能
    	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
    	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
    	
    	//3、USART1初始化
    	USARTInit_Struct.USART_BaudRate 	= 115200; 								//波特率
    	USARTInit_Struct.USART_Parity		= USART_Parity_No;						//无校验位
    	USARTInit_Struct.USART_StopBits		= USART_StopBits_1;						//1位停止位
    	USARTInit_Struct.USART_WordLength	= USART_WordLength_8b;					//8位数据位
    	USARTInit_Struct.USART_Mode			= USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;		//收发模式
    	USARTInit_Struct.USART_HardwareFlowControl	= USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件控制流
    	USART_Init(USART1,&USARTInit_Struct);
    	
    	//开启串口终端
    	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
    	
    	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//stm32f4xx.h
    	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
    	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelCmd	= ENABLE;
    	NVIC_Init(&USARTNVIC_Struct);
    	
    	//4、开启串口
    	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
    }
    
    void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx, char *DataString)
    { 
    	int i = 0;
    	USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_TC);										//发送字符前清空标志位（否则缺失字符串的第一个字符）
    	while(DataString[i] != '\0')												//字符串结束符
    	{ 
    		USART_SendData(USARTx,DataString[i]);									//每次发送字符串的一个字符
    		while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TC) == 0);					//等待数据发送成功
    		USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_TC);									//发送字符后清空标志位
    		i++;
    	}
    }
    
    char USART_ReceiveString[50];													//接收PC端发送过来的字符
    int Receive_Flag = 0;															//接收消息标志位
    int Receive_sum = 0;															//数组下标
    void USART1_IRQHandler(void)
    { 
    	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == 1)							//USART_FLAG_RXNE判断数据，== 1则有数据
    	{ 
    		if(Receive_sum > 49)													//数组能存放50个字节的数据 
    		{ 
    			USART_ReceiveString[49] = '\0';										//数据字节超过50位时，将最后一位设置为\0 
    			Receive_Flag = 1;													//接收标志位置1，停止接收数据
    			Receive_sum = 0;													//数组下标置0
    		}
    		
    		if(Receive_Flag == 0)													//接收标志位等于0，开始接收数据
    		{ 
    			USART_ReceiveString[Receive_sum] = USART_ReceiveData(USART1);		//通过USART1串口接收字符
    			Receive_sum++;														//数组下标++
    		}
    		
    		if(Receive_sum >= 2)													//数组下标大于2
    		{ 
    			if(USART_ReceiveString[Receive_sum-2] == '\r' && USART_ReceiveString[Receive_sum-1] == '\n' )
    			{ 
    				USART_ReceiveString[Receive_sum-1] = '\0';						
    				USART_ReceiveString[Receive_sum-2] = '\0';
    				Receive_Flag = 1;												//接收标志位置1，停止接收数据
    				Receive_sum = 0;												//数组下标置0
    				printf("%s\r\n",USART_ReceiveString);					
    
    				if(strcmp(USART_ReceiveString,"hello") == 0)
    				{ 
    					PFout(9) = !PFout(9);
    				}
    				if(strcmp(USART_ReceiveString,"world") == 0)
    				{ 
    					PFout(10) = !PFout(10);
    				}
    				if(strcmp(USART_ReceiveString,"jiajia") == 0)
    				{ 
    					PEout(13) = !PEout(13);
    				}
    				if(strcmp(USART_ReceiveString,"haha") == 0)
    				{ 
    					PEout(14) = !PEout(14);
    				}
    			}		
    		}
    		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);							//接收后先清空标志位
    	}
    }

delay.h部分：

#ifndef _DELAY_H_
    #define _DELAY_H_
    
    //头文件
    #include "stm32f4xx.h"
    
    //宏定义
    
    //函数声明
    void Systick_Init(void);
    void delay_us(u32 nus);
    void delay_ms(u32 nms);
    void delay_s(u32 ns);
    
    #endif

delay.c部分：

#include "delay.h"
    
    u8 	my_us = 0;
    u16 my_ms = 0;
    
    //初始化滴答定时器
    void Systick_Init(void)
    { 
    	//得到的Systick时钟 21MHZ
    	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 
    	my_us = 168/8;        //21
    	my_ms = 21000;
    }
    
    //微秒延时,nms最大值:798.915
    void delay_us(u32 nus)
    { 
    	u32 temp = 0;
    	//往自动重装载除值寄存器写入延时nus SysTick->LOAD最大值0xFFFFFF
    	SysTick->LOAD = nus*my_us;
    	SysTick->VAL  = 0x00;
    	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启计数
    	do
    	{ 
    		//读控制寄存器
    		temp = SysTick->CTRL;
    	}while(!(temp & (1<<16)));
    	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数
    	SysTick->VAL  = 0x00;
    }
    
    //毫秒延时,nus最大值，nus最大值798915
    void delay_ms(u32 nms)
    { 
    	u32 temp = 0;
    	//往自动重装载除值寄存器写入延时nus SysTick->LOAD最大值0xFFFFFF
    	SysTick->LOAD = nms*my_ms;
    	SysTick->VAL  = 0x00;
    	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启计数
    	do
    	{ 
    		//读控制寄存器
    		temp = SysTick->CTRL;
    	}while(!(temp & (1<<16)));
    	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数
    	SysTick->VAL  = 0x00;
    
    }
    
    //秒延时
    void delay_s(u32 ns)
    { 
    	for(; ns>0; ns--)
    	{ 
    		delay_ms(500);
    		delay_ms(500);
    	}
    }

dht11.h部分：

#ifndef _DHT11_H_
    #define _DHT11_H_
    
    //头文件
    #include "stm32f4xx.h"
    #include "delay.h"
    #include "ustart.h"
    
    
    //宏定义
    #define DHT11_HIGH 1
    #define DHT11_LOW 0
    #define DHT11_DATA_OUT(a) if (a)
    							   GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);
    							else
    							   GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9)
    
    #define DHT11_DATA_IN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_9)
    
    //外部变量声明
    typedef struct
    { 
    	uint8_t  humi_int;		//湿度的整数部分
    	uint8_t  humi_deci;	 	//湿度的小数部分
    	uint8_t  temp_int;	 	//温度的整数部分
    	uint8_t  temp_deci;	 	//温度的小数部分
    	uint8_t  check_sum;	 	//校验和
    }DHT11_Data_TypeDef;
    
    //函数声明
    void DHT11_Init(GPIOMode_TypeDef mode);
    unsigned char Read_Byte(void);
    unsigned char Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data);
    
    #endif //__DHT11_H_

dht11.c部分：

#include "dht11.h"
    
    //DHT11初始化，并将模式以参数形式传入
    void DHT11_Init(GPIOMode_TypeDef mode)
    { 
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);	//使能 GPIOG 时钟
    
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 ;
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = mode;					//自定义模式
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//50MHz
    	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;		//浮空输入
    	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;			//推挽输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;			//上拉
    	
    	GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);					//初始化
    }
    
    //读取DHT11的数据
    unsigned char Read_Byte(void)
    { 
    	int i, data=0;
    
    	for(i=0;i<8;i++)    
    	{ 
    		while(DHT11_DATA_IN()==0);							//每bit以50us低电平标置开始，等待低电平结束
    															//DHT11以26~28us的高电平表示“0”，以70us高电平表示“1”
    		delay_us(30); 										//延时x us， 26~28 < x < 80 
    		
    		if(DHT11_DATA_IN()==1)								//x us后仍为高电平表示数据“1” 
    		{ 
    			while(DHT11_DATA_IN()==1);						//等待高电平结束，进入下一bit开始
    			data|=(unsigned char)(0x01<<(7-i));  			//把第7-i位置1，MSB先行 
    		}
    		else												//30us后为低电平表示数据“0” 
    		{ 			   
    			data&=(unsigned char)~(0x01<<(7-i)); 			//把第7-i位置0，MSB先行
    		}
    	}
    	return data;
    }
    
    unsigned char Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)
    {   
    	int count;
    	DHT11_Init(GPIO_Mode_OUT);								//输出模式
    	
    	DHT11_DATA_OUT(0);										//主机拉低电平
    	delay_ms(18);											//延时18ms
    	
    	DHT11_DATA_OUT(1); 										//总线拉高
    	delay_us(21);   										//延时20~40us 
    	
    	DHT11_Init(GPIO_Mode_IN);								//主机设为输入,判断从机响应信号
    
    	count=0;												//超时计数初始化
    	while(DHT11_DATA_IN()==0)     							//等待电平被拉低
    	{ 
    		count++;											//超时计数
    		if(count>160) return -1;							//超时 
    		delay_us(1);										//延时1us
    	}
    		
    	count=0;												//超时计数初始化
    	while(DHT11_DATA_IN()==1)								//等待电平被拉高
    	{ 	
    		count++;											//超时计数
    		if(count>160) return -1;							//超时 
    		delay_us(1); 										//延时1us
    	}    
    
    	count=0;												//超时计数初始化
    	while(DHT11_DATA_IN()==0)								//等待电平被拉低，开始传送数据
    	{ 
    		count++;											//超时计数
    		if(count>160) return -1;							//超时 
    		delay_us(1); 										//延时1us
    	}  
    															//开始接收数据
    	DHT11_Data->humi_int= Read_Byte();  					//读取湿度整数位
    	DHT11_Data->humi_deci= Read_Byte();						//读取湿度小数位
    	DHT11_Data->temp_int= Read_Byte();						//读取温度整数位
    	DHT11_Data->temp_deci= Read_Byte();						//读取温度小数位
    	DHT11_Data->check_sum= Read_Byte();						//读取数据校验和
    	
    	DHT11_Init(GPIO_Mode_OUT);								//读取结束,引脚改为输出模式
    	DHT11_DATA_OUT(1);										//主机拉高
    
    															//检查读取的数据是否正确
    	if(DHT11_Data->check_sum == DHT11_Data->humi_int + DHT11_Data->humi_deci + DHT11_Data->temp_int+ DHT11_Data->temp_deci)
    		return 1;
    	else 
    		return 0;
    }

使用温湿度传感器需要读懂下面的信号图

unsigned char Read\_DHT11(DHT11\_Data\_TypeDef \*DHT11\_Data)；  
此函数对应图2编写延时  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

unsigned char Read\_Byte(void)  
此函数则通过对应图4、5编写延时  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/616725a80d57408782ce473c82a8f241.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/a041537690b24768bbaba02404785b8c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/be9aa9606fec4db1b4a13e4fe9bc4514.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzc5MzE4MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221123/31f5d1b04a1d434c853fee3ec0ff5abf.png