stm32用HAL库驱动DHT22使用心得

这篇是本人自己总结学习DHT22的笔记，源码在最后。关于DHT22的工作原理有很多博主讲得很好了，本篇主要讲解DHT22的驱动代码（都在代码注释上）。DHT22是单总线通信的，驱动它需三根线：电源线、信号线（接到任意GPIO口就行）和地线，，如下图

具体的原理解释见该博主：温湿度模块DHT22详解一：基础篇_k1ang的博客-CSDN博客_dht22

以下的工作原理是从DHT22的使用说明中截取的时序图

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=的末8位=校验和

例如：0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110

湿度=65.2％RH 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

用户主机（MCU）发送一次开始信号后,DHT22从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT22发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集。（注：主机DHT22读取的温湿度数据总是前一次的测量值，如两次测量间隔时间很长，请连续读两次以获得实时的温湿度值）

图1

空闲时总线为高电平，通讯开始时主机(MCU)拉低总线500us后释放总线，延时20-40us后主机开始检测从机（DHT22）的响应信号。

从机的响应信号是一个80us左右的低电平，随后从机在拉高总线80us左右代表即将进入数据传送。

图2

高电平后就是数据位，每1bit数据都是由一个低电平时隙和一个高电平组成。低电平时隙就是一个50us左右的低电平，它代表数据位的起始，其后的高电平的长度决定数据位所代表的数值，较长的高电平代表1，较短的高电平代表0。共40bit数据，当最后一Bit数据传送完毕后，从机将再次拉低总线50us左右，随后释放总线，由上拉电阻拉高。数字1信号表示方法如图3所示

图3

数字0信号表示方法.如图4所示

图4

总结使能DHT22的步骤：

DHT22上电后至少要延时2秒，越过不稳定状态后才能开始读取数据。
主机输出起始信号：主机与DHT22连接的IO口设置为输出模式并输出1ms的低电平。

主机输出起始信号后需要释放总线：

如何释放总线？只需主机IO口输出30us高电平即可，但这里推荐直接将IO口设置为输入模式，由于存在上拉电阻，IO口会一直处于高电平，并不需要特定输出高电平，而且后面接收DHT22的应答信号时IO口也要设置为输入。

主机接收DHT22返回的应答信号：

因为主机释放总线时主机IO口就已设置为输入模式，根据IO口的电平变化判断当前信号是否为应答信号，若IO口检测到先是80us低电平后80us高电平，说明该信号为应答信号，若超过时间超过上图10中的响应最大时间85us，则可以判断为应答超时。

主机接收DHT22返回的40bit数据：

DHT22发送完应答信号后，随即串行输出40位数据，高位在前，主机根据IO口电平变化来判断当前的数据位是'0'还是'1'，若IO口检测到先是50us低电平后是26us高电平，则说明当前数据位是'0'，若IO口检测到先是50us低电平后是70us高电平，则说明当前数据位是'1'。因为是40位数据，所以要循环检测IO口电平状态40次。

DHT22输出40位数据后，继续输出50us低电平后自动进入休眠状态，此时DHT22会变为输入模式随时接收主机发来的起始信号，只有接收到主机发来的起始信号才能唤醒，进入工作状态。
校验接收到的40位数据：如果（bit39:31）+（bit30:23）+（bit23:16）+（bit15:8）=（bit7:0）则表示接收到的数据正确。

读取DHT22数据的时间间隔至少要2秒。

注意事项：使用前给串口重定向，以便于能够看到调试信息，网上很多重定向的代码，就不展示了。CUBEMX的配置也跳过了，配置一个串口打印数据以及配置数据总线IO口就可以了。整个工程我会放到最后，需要的自取

驱动代码介绍：

DHT22.H的代码介绍，主要是函数声明

#ifndef INC_DHT22_H_
#define INC_DHT22_H_
#include "stm32g4xx_hal.h"

#define CPU_FREQUENCY_MHZ    170 	// STM32时钟主频
//#define DHT_PIN GPIO_PIN_11		//重命名引脚，可用可不用
//#define DHT_PORT GPIOA			//重命名IO名，同上

void DHT22_Init(GPIO_TypeDef* Port, uint16_t Pin);//引脚初始化（命名）
void ONE_WIRE_Start(void);//开始启动DHT22
void ONE_WIRE_Response(void);//DTH22的响应，若不正常则返回err
void Gpio_Output(void);//把数据线IO口设置为输出
void Gpio_Input(void);//把数据线IO设置为输入
void Delay_us(__IO uint32_t delay);//利用sys系统滴答定时器实现us延时
uint8_t ONE_WIRE_Read_Data(void);//读取数据线的数据
uint8_t DHT22_Get_Data(uint16_t *Temp,uint16_t *Hum);//接收数据并对数据校验
#endif /* INC_DHT22_H_ *

DHT22.c的代码介绍

1.利用滴答定时器实现us延时

void Delay_us(__IO uint32_t delay)
{
    int last, curr, val;
    int temp;
    while (delay != 0)
    {
        temp = delay > 900 ? 900 : delay;
        last = SysTick->VAL;
        curr = last - CPU_FREQUENCY_MHZ * temp;//头文件中定义CPU_FREQUENCY_MHZ为170
        if (curr >= 0)						//CPU_FREQUENCY_MHZ是用到开发板的时钟主频
        {
            do
            {
                val = SysTick->VAL;
            }
            while ((val < last) && (val >= curr));
        }
        else
        {
            curr += CPU_FREQUENCY_MHZ * 1000;
            do
            {
                val = SysTick->VAL;
            }
            while ((val <= last) || (val > curr));
        }
        delay -= temp;
    }
}

2.引脚的重命名，可以直接传参进来

//例如GPIOA GPIO_PIN_11
void DHT22_Init(GPIO_TypeDef* Port,uint16_t Pin)
{
	wire_Port = Port;
	wire_Pin = Pin;
}

3.设置端口为输入输出模式，用于让DHT22开始响应

void Gpio_Output(void)//设置为输出，去拉高和拉低DHT22的电平
{
	GPIO_InitStruct.Pin = wire_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	HAL_GPIO_Init(wire_Port, &GPIO_InitStruct);
}

void Gpio_Input(void)//设置为输入，以致于可以读到DHT22响应后采集的数据
{
	GPIO_InitStruct.Pin = wire_Pin;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	HAL_GPIO_Init(wire_Port, &GPIO_InitStruct);
}

void ONE_WIRE_START(void)//让DHT22开始响应
{
	Gpio_Output();
	HAL_GPIO_WritePin(wire_Port, wire_Pin, GPIO_PIN_RESET);//拉低
	HAL_Delay(1);//拉低1ms
	HAL_GPIO_WritePin(wire_Port, wire_Pin, GPIO_PIN_SET);
	Delay_us(30);//拉高30us 具体时序见图2
	Gpio_Input();
}

4.获取数据总线的电平状态，来判断是否得到了响应

void ONE_WIRE_Responsee(void)
{
	Delay_us(40);
	//判断是否输出低电平
	if(!(HAL_GPIO_ReadPin(wire_Port, wire_Pin))) 
	{
		Delay_us(80);
		//判断是否输出高电平
		if(HAL_GPIO_ReadPin(wire_Port, wire_Pin))
		{ 
			//用来判断是否正常读出了数据
			err=1;
		}
		//等待高电平结束后退出循环
		while(HAL_GPIO_ReadPin(wire_Port, wire_Pin)); 
	}
}

5.数据总线正常工作，读取其中的数值。前16位分别为湿度的高八位和低八位，后16分别为温度的高八位和低八位

uint8_t ONE_WIRE_Read_Data(void)
{
	uint8_t i,j;
	for(j = 0;j < 8; j++)
	{
		//等待低电平结束，低电平代表1bit开始
		while(!(HAL_GPIO_ReadPin(wire_Port, wire_Pin))); 
		//延时50us后若是低电平则代表数据是0,反之为1
		Delay_us(50);
		if(HAL_GPIO_ReadPin(wire_Port, wire_Pin) == 0)
		{ 
            //读出0
			i &= ~(1 << (7 - j));
		}
		else
		{ //读出 1
			i |= ( 1 << (7 - j));
		}
		//变为低电平时退出循环，开始下一bit的数据接收
		while(HAL_GPIO_ReadPin(wire_Port, wire_Pin)); 
	}
	return i;
}

uint8_t DHT22_Get_Data(uint16_t *Temp,uint16_t *Hum)
{
	ONE_WIRE_START();
	ONE_WIRE_Responsee();
    //32位，先读湿度的高低位，再读温度的高低位
	Hum_byte1 = ONE_WIRE_Read_Data();
	Hum_byte2 = ONE_WIRE_Read_Data();
	Temp_byte1 = ONE_WIRE_Read_Data();
	Temp_byte2 = ONE_WIRE_Read_Data();
	Sum = ONE_WIRE_Read_Data();


		*Temp = (Temp_byte1 << 8) | Temp_byte2;
		*Hum = (Hum_byte1 << 8) | Hum_byte2;
		if(err == 1)
		{
			printf("数据检测成功\r\n");
		}
	
}

main.c的代码介绍：

主函数中十分简单，调用一下函数，再对读出的数据进行处理，通过串口打印。CUBEMX生成的函数我就没贴上了，默认就好

int main(void)
{

    uint16_t temperature;	 
    uint16_t humidity;	
    //引脚对应你定义数据总线的IO引脚，我的是PA11
    DHT22_Init(GPIOA, GPIO_PIN_11);
  while (1)
  {
    	DHT22_Get_Data(&temperature,&humidity);
		printf("\r\n数据检测中\r\n");
		
      	printf("\r\n读取DHT22成功!\r\n\r\n湿度为%d RH,温度为 %d*C\r\n",					
	humidity/10,temperature/10);
      	HAL_Delay(2000);//

	}

}

代码以及工程（包含CUBEMX配置），我用的板子是nucleo-g474

链接：百度网盘请输入提取码

提取码：kv3t

版权声明：本文为CSDN博主「oldjohntangna」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/oldjohntangna/article/details/121545347