Esp8266 进阶之路19 【外设篇①】esp8266驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器，采集温湿度传感器到服务器。（附带Demo）
- 本系列博客学习由非官方人员 半颗心脏 潜心所力所写，不做开发板。仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途。如有不对之处，请留言，本人及时更改。
| 序号 | SDK版本 | 内容 | 链接 |
|---|---|---|---|
| 1 | nonos2.0 | 搭建开发环境，开始一个“hellow world”串口打印。 | 点我访问 |
| 2 | nonos2.0 | 利用GPIO开始使用按钮点亮你的“第一盏灯。 | 点我访问 |
| 3 | nonos2.0 | 利用 "软件定时器 " 定时0.5秒闪烁点亮一盏LED。 | 点我访问 |
| 4 | nonos2.0 | 用PWM控制一盏LED的亮度变化。 | 点我访问 |
| 5 | nonos2.0 | SDK高级使用之封装Post与Get请求云端，拿到“天气预报信息”。 | 点我访问 |
| 6 | nonos2.0 | 了解 SmartConfig与Airkiss一键配网，给8266配网上云端。无需把wifi名字密码写在固件里。 | 点我访问 |
| 7 | nonos2.0 | 了解 softAP热点配网模式原理，仿“机智云”定义自己的热点配网模式协议。 | 点我访问 |
| 8 | nonos2.0 | 你要找的8266作为UDP、TCP客户端或服务端的角色通讯，都在这了。 | 点我访问 |
| 9 | nonos2.0 | [小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。 | 点我访问 |
| 10 | nonos2.0 | [小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。 | 点我访问 |
| 11 | rtos2.0 | 接入阿里智能，点亮一盏LED灯，期待天猫精灵语音控制的不约而至！ | 点我访问 |
| 12 | nonos2.0 | 图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器，实现移动网络远程控制一盏LED。 | 点我访问 |
| 13 | nonos2.0 | 动手做个8266毕设小案例，smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。 | 点我访问 |
| 14 | rtos2.0 | FreeRtos系统学习的正确姿势 ------ 环境搭建、烧录。 | 点我访问 |
| 15 | rtos2.0 | 接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务，点亮一盏LED灯。 | 点我访问 |
| 16 | nonos2.0 | 基于Nonos移植红外线H1838，实现红外遥控器配网，远程控制一盏灯。 | 点我访问 |
| 17 | nonos2.0 | esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ，无需按键触发则8266进去一键配网模式。 | 点我访问 |
| 18 | nonos2.0 | 基于NONOS 实现 OTA 远程升级，实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。 | 点我访问 |
| 19 | nonos2.0 | 驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器，采集温湿度传感器到服务器。 | 点我访问 |
| 20 | nonos2.0 | 深入学习esp8266的esp now模式，仿机智云做一个小网关，实现无需网络下轻松彼此连接通讯交互数据。 | 点我访问 |
| 21 | nonos2.0 | 浅谈 esp8266 如何在本地局域网网络情况下实现最大效率地和前端实现数据交互。 | 点我访问 |
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| 23 | nonos2.0 | 再来一波 esp8266 基于 freeRtos系统连接自己私有的服务器实现OTA远程升级，接触下 lwip的基本知识。 | 点我访问 |
| 24 | nonos2.0 | 渗透学习回顾下esp8266的外置spi芯片25q系列，熟悉8266代码块在其的分布，得心应手放置图片或其他资料。 | 点我访问 |
| 25 | rtos2.0 | 深聊下esp8266的串口 Uart 通讯中断编程，为您准备好了 NONOS 版本 和 RTOS 系统的串口驱动文件。 | 点我访问 |
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| 30 | rtos3.0 | SDK编程使用 IIC总线驱动 0.96寸的OLED显示屏，显示天气预报信息。 | 点我访问 |
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| 33 | rtos3.0 | 如何优雅地像乐鑫原厂封装esp8266底层寄存器的逻辑思维，做成自己的静态库库文件，让第三方人使用？ | 点我访问 |
| 34 | nonos3.0 | 编程使用 SPI 驱动基于Max7219芯片的八位数码管，显示日期信息。 | 点我访问 |
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| 36 | rtos3.0 | 认识Rtos 3.0 sdk 工程结构，如何向esp-idf工程靠近的，如何自定义头文件编译？ | 点我访问 |
| 37 | rtos3.0 | 你要找的基本外设功能都在这里了，包括Gpio、Pwm 和 Uart 接口使用。 | 点我访问 |
| 38 | rtos3.0 | 一篇文章带你搞掂存储技术 NVS 的认识和使用，如何利用NVS保存整型、字符串、数组以及结构体。 | 点我访问 |
| 39 | rtos3.0 | 带你捋一捋市面上的微信公众号配网智能设备 esp8266 并绑定设备的过程，移植并成功实现在 esp8266 rtos3.1 sdk。 | 点我访问 |
| 40 | rtos3.0 | 基于乐鑫idf框架，研究出超稳定、掉线重连、解决内存泄露问题的Mqtt框架！支持esp8266和esp32！ | 点我访问 |
| 41 | rtos3.0 | esp8266-12模块基于rtos3.1版本ota功能远程空中升级固件，官网基础之上增加dns域名解析！ | 点我访问 |
| 42 | rtos3.0 | 我又来了，基于rtos3.0版本 SDK编程 SPI 驱动 ws2812b 七彩灯，代码全部开源奉献给你们！ | 点我访问 |
| 43 | rtos3.0 | 基于rtos3.0版本扫描周围获取附近可用的 Wi-Fi 热点路由器信息，同样适合esp32。 | 点我访问 |
| 44 | rtos3.0 | 整理分享那些我在项目中常用的esp8266 rtos3.0版本的常见驱动，Button按键长短按、PWM平滑调光等。 | 点我访问 |
| 45 | rtos3.0 | 内置仅1M的Esp8285，如何攻破最棘手的OTA问题，大大节省资源成本开发产品 | 点我访问 |
| 46 | rtos3.0 | 详细分析Esp8266上电信息打印的数据，如何做到串口通讯上电不乱码打印； | 点我访问 |
| 47 | rtos3.0 | 无需外网，如何实现在本地局域网与控制端做数据交换的一些开发经验； | 点我访问 |
| 48 | rtos3.0 | 迟来的1024程序员祝福，开源分享一个驱动 ds18b20 获取温度的工程。 | 点我访问 |
| 49 | rtos3.2 | aliyun sdk 直连接入阿里云物联网平台，实现天猫精灵找队友零配网功能和语音控制。 | 点我访问 |
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文章目录
- @[toc]
- 一、前言；
- 二、效果图和设备连线；
- 三、DHT11的时序解读；
- 四 、DHT11的代码解读；
- 五 、DS18B20的代码解读；
文章目录
- @[toc]
- 一、前言；
- 二、效果图和设备连线；
- 三、DHT11的时序解读；
- 四 、DHT11的代码解读；
- 五 、DS18B20的代码解读；
一、前言；
话说在群看到蛮多人不知道8266有很多强大的地方，比如独立驱动传感器比如
DS18B20，强大之处，无所不在的，可以省去我们很多其他资源，比如现在很多人都是通过89C52来串口通讯8266的 AT 指令来操作上报温湿度传感器，这样的想法有点看小了 8266 ，8266可以单独采集温湿度传感器进而上传到服务器哦！
-
驱动经典的温度传感器
DS18B20，串口打印出温度； -
驱动经典的温湿度传感器
DHT11，串口打印出温度和湿度；
二、效果图和设备连线；
ds8b20和dht11采集的温度误差一度，原因在于ds18b20的采集精度12Bit比dht11的8Bit高！
- 本博文的实物接线图；
三、DHT11的时序解读；
设备的信息，我相信网上很多大神都讲述的非常清楚，我这里都不再过多详细说了；
- 产品测量范围：湿度：20－90％RH； 温度： 0－50℃ ;
- 测量精度：8Bit；
- 通讯协议：单向双线通讯，DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分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扩展,现读出为零;
通讯的过程，我相信网上很多大神都讲述的非常清楚，同样的，我这里都不再过多详细说了；
- ①：8266拉低总线，下降沿触发
dht11，低电平持续至少18ms, 再拉高电平，等待dht11是否有回复拉低电平； - ②：此刻
dht11会拉低电平响应信号，持续80us，表示正确开始通讯，此刻开始拉高电平持续80us, 准备传送数据！ - ③：此刻传来的数据是
0或者1，注意0的高电平持续时间为26us~28us,而1的高电平持续时间为80us（这个各有说法，总的来说是80us） , 这个是不是和红外线的通讯很相似啊？ - ④: 通讯完毕之后，需要8266主动拉高电平，因为
dht11只有MCU主动请求，才会读取温湿度，如果不主动拉高，否则一直在读取温湿度！
通讯流程总图：
当发出数据
0的时序图：
当发出数据
1的时序图：
四 、DHT11的代码解读；
- 初始化端脚
GPIO5：
//注意修改此端脚。需要修改对应的GPIO寄存器
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U, FUNC_GPIO5);
- 读数据之前的时序：
//禁止端口中断操作
ets_intr_lock();
// 设置连接DHT11的引脚输出为高，持续20毫秒
GPIO_OUTPUT_SET(DHT_PIN, 1);
delay_ms(20);
// 设置连接DHT11的引脚输出为低，持续20毫秒
GPIO_OUTPUT_SET(DHT_PIN, 0);
delay_ms(20);
// 设置连接DHT11的引脚设置为输入，并延时40微秒,准备读写
GPIO_DIS_OUTPUT(DHT_PIN);
os_delay_us(40);
// 限时等待连接DHT11的引脚输入状态变成0，即等待获取DHT响应，如长时间未变为0则转为读取失败状态
while (GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN) == 1 && i < DHT_MAXCOUNT) {
if (i >= DHT_MAXCOUNT) {
goto fail;
}
i++;
}
- 核心代码：
// 通过循环读取DHT返回的40位0、1数据
for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++) {
// 每次循环计数归零
counter = 0;
//如果输入引脚状态没有改变，则计数加1并延时1微妙，如果计数超过1000，也就是说同一输入状态持续1000微妙以上，或者输入状态改变，则结束while循环
while (GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN) == laststate) {
counter++;
os_delay_us(1);
if (counter == 1000)
break;
}
//记录最新的输入状态
laststate = GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN);
//如果计数超过1000，结束for循环
if (counter == 1000)
break;
// 根据读取时序，DHT相应开始后，第三次脉冲跳变后的高电平时间长短则为0或者1的值，尔后每次先一个50微妙的开始发送数据信号后为具体数据，据此规律进行脉冲读取
//如果为代表0、1数据的脉冲，则读取值，少于模块定义的时长为0，大于为1，通过位操作将收到的5组8位数据分别存入data0至4中，分别代表湿度整数、湿度小数、温度整数、温度小数及校验和的值
if ((i > 3) && (i % 2 == 0)) {
//默认为0，则左移动一位，最低一位补0
data[bits_in / 8] <<= 1;
//如果大于32us，则数据为1，和1相与，最低位为1
if (counter > BREAKTIME) {
data[bits_in / 8] |= 1;
}
bits_in++;
}
}
-
注意事项：
-
此时序将收到
DHT11的 5组8位数据，也就是int byte[4], 提示1Byte=8bit, 分别是 湿度整数、湿度小数、温度整数、温度小数及校验和的值。 -
收到5组8位数据后，则计算校验和为：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”所得结果的末8位；
//根据data前4位计算校验和，保留低八位
int checksum = (data[0] + data[1] + data[2] + data[3]) & 0xFF;
//如果计算得到的校验和与读取到的不一致，则表示读取失败
if (data[4] != checksum) {
goto fail;
}
五 、DS18B20的代码解读；
-
第一次接触
ds18b20是在大二2015年时候，老师说个什么ds, 印象不深刻，记得就是一个传感器，想着应该是很复杂吧。现在再来复习一遍，温故而知新！ -
ds18b20的操作比上面的dht11逻辑稍微复杂些，其实我觉得也差不多； -
大家可参考此视频讲解：点我观看
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20Init
* 函数功能 : 初始化
* 输 入 : 无
* 输 出 : 初始化成功返回1，失败返回0
*******************************************************************************/
uint8 Ds18b20Init() {
int i;
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTMS_U, FUNC_GPIO14);
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //将总线拉低480us~960us
os_delay_us(642); //延时642us
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
while (GPIO_INPUT_GET(DSPORT)) //等待DS18B20拉低总线
{
Delay1ms(1);
i++;
if (i > 5) //等待>5MS
{
return 0; //初始化失败
}
}
return 1; //初始化成功
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20WriteByte
* 函数功能 : 向18B20写入一个字节
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20WriteByte(uint8 dat) {
int i, j;
for (j = 0; j < 8; j++) {
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //每写入一位数据之前先把总线拉低1us
i++;
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, dat & 0x01); //然后写入一个数据，从最低位开始
os_delay_us(70); //延时68us，持续时间最少60us
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
dat >>= 1;
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ReadByte
* 函数功能 : 读取一个字节
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
uint8 Ds18b20ReadByte() {
uint8 byte, bi;
int i, j;
for (j = 8; j > 0; j--) {
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //先将总线拉低1us
i++;
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后释放总线
i++;
i++; //延时6us等待数据稳定
bi = GPIO_INPUT_GET(DSPORT); //读取数据，从最低位开始读取
/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
byte = (byte >> 1) | (bi << 7);
os_delay_us(48); //读取完之后等待48us再接着读取下一个数
}
return byte;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ChangTemp
* 函数功能 : 让18b20开始转换温度
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20ChangTemp() {
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0x44); //温度转换命令
// Delay1ms(100); //等待转换成功，而如果你是一直刷着的话，就不用这个延时了
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ReadTempCom
* 函数功能 : 发送读取温度命令
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20ReadTempCom() {
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ReadTemp
* 函数功能 : 读取温度
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
int Ds18b20ReadTemp() {
int temp = 0;
uint8 tmh, tml;
Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令
Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令
tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位，先读低字节
tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节
temp = tmh;
temp <<= 8;
temp |= tml;
return temp;
}
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