STM32F103+DHT11模块+DS18B20模块 显示实时温湿度并高温高湿报警
目录
- 前言
-
- 代码下载：
- 功能介绍：
- 接线
-
- DS18B20
- DHT11
- 效果图
-
- 普通环境
-
- 普通版main.c
- 升级版
- 哈热气
-
- 普通版
- 升级版
- 搓手捂热
- 核心代码
-
- 普通版main.c
- 升级版main.c
- bsp_dht11.h
- bsp_dht11.c
- ds18b20.h
- ds18b20.c
- 参考用图
-
- DHT11
- DS18B20
前言
参考资料：
YL-47 DHT11 使用说明–.pdf
DHT11说明书最新版–.pdf
DHT11模块–.pdf
DHT11模块使用说明书
DS18B20.pdf
ds18b20中文资料详解
源码参考：
野火dht11温湿度传感器测试实验
正点原子TFTLCD显示实验
正点原子18B20数字温度传感器实验
正点原子按键实验
正点原子蜂鸣器实验
开发板：正点原子 STM32F103 精英版
语言：C语言
开发环境：Keil5
开发板使用了 LED KEY BEEP TFTLCD USART DHT11模块 DS18B20模块
代码下载：
码云 GitHub
功能介绍：
1、LED0约2秒一闪，表示程序运行中。
2、LCD和串口显示实时的温湿度，2秒一循环。上面一个temp是DS18B20，下面的是DHT11。%RH 相对湿度， CEL 摄氏度（ps：不接入DS18B20的话会循环等待）
3、按键都会翻转LED1，KEY1 开启报警模式，KEY0关闭报警模式。（按键10ms一巡检）
4、报警模式下：当温度不低于85摄氏度或者湿度不低于90%RH，蜂鸣器报警。可以通过按下KEY0关闭报警模式。（报警串口会有打印，LCD也会有提示）
接线
DS18B20
VCC -》 3.3V
DQ -》 PG11
GND -》 GND
DHT11
VCC -》 3.3V
DATA -》 PB10
GND -》 GND
效果图
普通环境
普通版main.c
升级版
哈热气
普通版
我这哈了3下
然后持续手扇风
ok，温湿度降下来了。
升级版
搓手捂热
手有汗，湿度也上来了
（下图是旧的，仅供参考）
最后本来应该整个打火机的，可惜没有。夹咯吱窝下（仅DHT11 旧图）
最后来个鼻息
核心代码
普通版main.c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_dht11.h"
#include "ds18b20.h"
DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;
/*
DS18B20
供电电压：3 - 5.5V
接线：DQ -》 PG11 （IO口）
DHT11
供电电压：3.3 - 5V
接线：DATA -》 PB10 （IO口）
*/
int main(void)
{
u8 str[100] = {
0};
// DS18B20用变量
short temperature;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
LCD_Init(); // LCD初始化
DHT11_GPIO_Config(); // 初始化DTT11的引脚 DATA -> PB10
LED0 = 0;
POINT_COLOR = WHITE;
BACK_COLOR = BLACK;
LCD_Clear(BLACK);
while(DS18B20_Init()) //DS18B20初始化
{
LCD_ShowString(10,70,200,16,16,"DS18B20 Error");
delay_ms(200);
LCD_Fill(10,70,239,130+16,WHITE);
delay_ms(200);
}
LCD_ShowString(10,90,200,16,16,"Temp: . CEL");
while(1)
{
POINT_COLOR = WHITE;
// DS18B20
temperature = DS18B20_Get_Temp();
if(temperature < 0)
{
LCD_ShowChar(10+40, 90, '-', 16, 0); //显示负号
temperature = -temperature; //转为正数
}else LCD_ShowChar(10+40,90,' ', 16, 0); //去掉负号
LCD_ShowNum(10+40+8, 90, temperature/10, 2, 16); //显示正数部分
LCD_ShowNum(10+40+32, 90,temperature%10, 1, 16); //显示小数部分
printf("温度为 %u.%u℃ \r\n",temperature/10, temperature%10);
// DHT11
// 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("湿度为%d.%d ％RH ，温度为 %d.%d℃ \r\n", DHT11_Data.humi_int, DHT11_Data.humi_deci, DHT11_Data.temp_int, DHT11_Data.temp_deci);
sprintf((char*)str, "HUM: %d.%d%%RH ", DHT11_Data.humi_int, DHT11_Data.humi_deci);
LCD_ShowString(10,130,200,24,24, str);
sprintf((char*)str, "TEMP: %d.%dCEL ", DHT11_Data.temp_int, DHT11_Data.temp_deci);
LCD_ShowString(10,170,200,24,24, str);
//printf("\r\n 湿度:%d,温度:%d \r\n" ,DHT11_Data.humi_int,DHT11_Data.temp_int);
}
else
{
printf("Read DHT11 ERROR!\r\n");
}
LED0 = !LED0;
// 采样周期不得低于1秒，否则会读取失败
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
}
}
升级版main.c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_dht11.h"
#include "ds18b20.h"
#include "key.h"
#include "beep.h"
DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;
/*
DS18B20
供电电压：3 - 5.5V
接线：DQ -》 PG11 （IO口）
DHT11
供电电压：3.3 - 5V
接线：DATA -》 PB10 （IO口）
*/
int main(void)
{
u8 str[100] = {
0};
// 蜂鸣器报警标志位
u8 flag = 0;
// 报警模式
u8 mode = 0;
vu8 key = 0;
// 循环计数
u8 time = 0;
// DS18B20用变量
short temperature;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
LCD_Init(); // LCD初始化
KEY_Init(); // KEY初始化
BEEP_Init(); // BEEP初始化
DHT11_GPIO_Config(); // 初始化DTT11的引脚 DATA -> PB10
LED0 = 0;
LED1 = 0;
POINT_COLOR = WHITE;
BACK_COLOR = BLACK;
LCD_Clear(BLACK);
while(DS18B20_Init()) //DS18B20初始化
{
LCD_ShowString(10,70,200,16,16,"DS18B20 Error");
delay_ms(200);
LCD_Fill(10,70,239,130+16, BLACK);
delay_ms(200);
}
LCD_ShowString(10,90,200,16,16,"Temp: . CEL");
LCD_ShowString(10,220,220,12,12,"TOUCH KEY0 CLOSE ALARM MODE");
LCD_ShowString(10,240,220,12,12,"TOUCH KEY1 OPEN ALARM MODE");
POINT_COLOR = RED;
LCD_ShowString(10,260,100,12,12,"ALARM MODE: OFF");
POINT_COLOR = WHITE;
while(1)
{
flag = 2;
POINT_COLOR = WHITE;
key = KEY_Scan(0); //得到键值
if (key)
{
switch (key)
{
case WKUP_PRES:
LED1 = !LED1;
break;
// KEY1 按下 开启报警模式
case KEY1_PRES:
mode = 1;
LED1 = !LED1;
LCD_ShowString(80,260,100,12,12,"ON ");
printf("开启报警模式\r\n");
break;
// KEY1 按下 关闭报警模式
case KEY0_PRES:
mode = 0;
LED1 = !LED1;
LCD_ShowString(80,260,100,12,12,"OFF ");
printf("关闭报警模式\r\n");
break;
}
}
// 约2秒一次
if(time % 200 == 0)
{
// DS18B20
temperature = DS18B20_Get_Temp();
if(temperature < 0)
{
LCD_ShowChar(10+40, 90, '-', 16, 0); //显示负号
temperature = -temperature; //转为正数
}else LCD_ShowChar(10+40,90,' ', 16, 0); //去掉负号
LCD_ShowNum(10+40+8, 90, temperature/10, 2, 16); //显示正数部分
LCD_ShowNum(10+40+32, 90,temperature%10, 1, 16); //显示小数部分
printf("温度为 %u.%u℃ \r\n",temperature/10, temperature%10);
// DHT11
// 调用Read_DHT11读取温湿度，若成功则输出该信息 采样周期不得低于1秒，否则会读取失败
if( Read_DHT11(&DHT11_Data) == SUCCESS)
{
printf("湿度为%d.%d ％RH ，温度为 %d.%d℃ \r\n", DHT11_Data.humi_int, DHT11_Data.humi_deci, DHT11_Data.temp_int, DHT11_Data.temp_deci);
sprintf((char*)str, "HUM: %d.%d%%RH ", DHT11_Data.humi_int, DHT11_Data.humi_deci);
LCD_ShowString(10,130,200,24,24, str);
sprintf((char*)str, "TEMP: %d.%dCEL ", DHT11_Data.temp_int, DHT11_Data.temp_deci);
LCD_ShowString(10,170,200,24,24, str);
//printf("\r\n 湿度:%d,温度:%d \r\n" ,DHT11_Data.humi_int,DHT11_Data.temp_int);
}
else
{
printf("Read DHT11 ERROR!\r\n");
}
// 判断温度是否不低于85摄氏度
if(temperature >= 850 || DHT11_Data.temp_int >= 85)
{
printf("温度过高！！！\r\n");
flag++;
}
else
{
flag--;
}
// 判断湿度是否高于90%RH
if(DHT11_Data.humi_int >= 90)
{
printf("湿度过高！！！\r\n");
flag++;
}
else
{
flag--;
}
// 判断是否需要报警
if(flag >= 2 && mode == 1)
{
LCD_ShowString(10,200,200,16,16,"BEEP！！！(>__<)");
printf("BEEP！！！(>__<)\r\n");
BEEP = 1;
}
if(flag < 2)
{
LCD_ShowString(10,200,200,16,16," (- v -) ");
BEEP = 0;
}
// 重新置零
time = 0;
LED0 = !LED0;
}
if(mode == 0)
{
LCD_ShowString(10,200,200,16,16," (- v -) ");
BEEP = 0;
}
time++;
delay_ms(10);
}
}
bsp_dht11.h
#ifndef __DHT11_H
#define __DHT11_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#define HIGH 1
#define LOW 0
#define DHT11_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define DHT11_PIN GPIO_Pin_10
#define DHT11_PORT GPIOB
//带参宏，可以像内联函数一样使用,输出高电平或低电平
#define DHT11_DATA_OUT(a) if (a) \
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);\
else \
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10)
//读取引脚的电平
#define DHT11_DATA_IN() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)
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;
void DHT11_GPIO_Config(void);
static void DHT11_Mode_IPU(void);
static void DHT11_Mode_Out_PP(void);
uint8_t Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data);
static uint8_t Read_Byte(void);
#endif /* __DHT11_H */
bsp_dht11.c
#include "bsp_dht11.h"
/*
* 函数名：DHT11_GPIO_Config
* 描述 ：配置DHT11用到的I/O口
* 输入 ：无
* 输出 ：无
*/
void DHT11_GPIO_Config(void)
{
/*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*开启DHT11_PORT的外设时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(DHT11_CLK, ENABLE);
/*选择要控制的DHT11_PORT引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
/*设置引脚速率为50MHz */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
/*调用库函数，初始化DHT11_PORT*/
GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* 拉高GPIOB10 */
GPIO_SetBits(DHT11_PORT, GPIO_Pin_10);
}
/*
* 函数名：DHT11_Mode_IPU
* 描述 ：使DHT11-DATA引脚变为上拉输入模式
* 输入 ：无
* 输出 ：无
*/
static void DHT11_Mode_IPU(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*选择要控制的DHT11_PORT引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
/*设置引脚模式为浮空输入模式*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;
/*调用库函数，初始化DHT11_PORT*/
GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/*
* 函数名：DHT11_Mode_Out_PP
* 描述 ：使DHT11-DATA引脚变为推挽输出模式
* 输入 ：无
* 输出 ：无
*/
static void DHT11_Mode_Out_PP(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*选择要控制的DHT11_PORT引脚*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DHT11_PIN;
/*设置引脚模式为通用推挽输出*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
/*设置引脚速率为50MHz */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
/*调用库函数，初始化DHT11_PORT*/
GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/*
* 从DHT11读取一个字节，MSB先行
*/
static uint8_t Read_Byte(void)
{
uint8_t i, temp=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
/*每bit以50us低电平标置开始，轮询直到从机发出 的50us 低电平 结束*/
while(DHT11_DATA_IN()==Bit_RESET);
/*DHT11 以26~28us的高电平表示“0”，以70us高电平表示“1”，
*通过检测 x us后的电平即可区别这两个状 ，x 即下面的延时
*/
delay_us(40); //延时x us 这个延时需要大于数据0持续的时间即可
if(DHT11_DATA_IN()==Bit_SET)/* x us后仍为高电平表示数据“1” */
{
/* 等待数据1的高电平结束 */
while(DHT11_DATA_IN()==Bit_SET);
temp|=(uint8_t)(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置1，MSB先行
}
else // x us后为低电平表示数据“0”
{
temp&=(uint8_t)~(0x01<<(7-i)); //把第7-i位置0，MSB先行
}
}
return temp;
}
/*
* 一次完整的数据传输为40bit，高位先出
* 8bit 湿度整数 + 8bit 湿度小数 + 8bit 温度整数 + 8bit 温度小数 + 8bit 校验和
*/
uint8_t Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)
{
/*输出模式*/
DHT11_Mode_Out_PP();
/*主机拉低*/
DHT11_DATA_OUT(LOW);
/*延时18ms*/
delay_ms(18);
/*总线拉高 主机延时30us*/
DHT11_DATA_OUT(HIGH);
delay_us(30); //延时30us
/*主机设为输入 判断从机响应信号*/
DHT11_Mode_IPU();
/*判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行*/
if(DHT11_DATA_IN() == Bit_RESET)
{
/*轮询直到从机发出 的80us 低电平 响应信号结束*/
while(DHT11_DATA_IN()==Bit_RESET);
/*轮询直到从机发出的 80us 高电平 标置信号结束*/
while(DHT11_DATA_IN()==Bit_SET);
/*开始接收数据*/
DHT11_Data->humi_int= Read_Byte();
DHT11_Data->humi_deci= Read_Byte();
DHT11_Data->temp_int= Read_Byte();
DHT11_Data->temp_deci= Read_Byte();
DHT11_Data->check_sum= Read_Byte();
/*读取结束，引脚改为输出模式*/
DHT11_Mode_Out_PP();
/*主机拉高*/
DHT11_DATA_OUT(HIGH);
/*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 SUCCESS;
else
return ERROR;
}
else
{
return ERROR;
}
}
ds18b20.h
#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H
#include "sys.h"
//
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK战舰STM32开发板
//DS18B20驱动代码
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//修改日期:2012/9/12
//版本：V1.0
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019
//All rights reserved
//
//IO方向设置
#define DS18B20_IO_IN() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
IO操作函数
#define DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口 PA0
#define DS18B20_DQ_IN PGin(11) //数据端口 PA0
u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B20
short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度
void DS18B20_Start(void);//开始温度转换
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节
u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位
u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20
void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20
#endif
ds18b20.c
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
//
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK精英STM32开发板
//DS18B20驱动代码
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//修改日期:2012/9/12
//版本：V1.0
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019
//All rights reserved
//
//复位DS18B20
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
delay_us(750); //拉低750us
DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1
delay_us(15); //15US
}
//等待DS18B20的回应
//返回1:未检测到DS18B20的存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry=0;
DS18B20_IO_IN(); //SET PG11 INPUT
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=200)return 1;
else retry=0;
while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=240)return 1;
return 0;
}
//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data;
DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
DS18B20_IO_IN(); //SET PG11 INPUT
delay_us(12);
if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
else data=0;
delay_us(50);
return data;
}
//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
u8 i,j,dat;
dat=0;
for (i=1;i<=8;i++)
{
j=DS18B20_Read_Bit();
dat=(j<<7)|(dat>>1);
}
return dat;
}
//写一个字节到DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 1
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 0
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(2);
}
}
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44); // convert
}
//初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE); //使能PORTG口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //PORTG.11 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11); //输出1
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
}
//从ds18b20得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250）
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
u8 temp;
u8 TL,TH;
short tem;
DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe); // convert
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
temp=0; //温度为负
}else temp=1; //温度为正
tem=TH; //获得高八位
tem<<=8;
tem+=TL; //获得底八位
tem=(float)tem*0.625; //转换
if(temp)return tem; //返回温度值
else return -tem;
}
参考用图
DHT11
DS18B20
