Clion开发Stm32之温湿度传感器(DHT11)驱动编写

前言

涵盖之前文章:

1. Clion开发STM32之HAL库GPIO宏定义封装(最新版)
2. Clion开发stm32之微妙延迟(采用nop指令实现)
3. Clion开发STM32之日志模块(参考RT-Thread)

DHT11驱动文件

头文件

/*******************************************************************************
 Copyright (c) [scl]。保留所有权利。
 ******************************************************************************/
#ifndef F1XX_TEMPLATE_MODULE_DHT11_H
#define F1XX_TEMPLATE_MODULE_DHT11_H

#include "sys_core.h"

/**
 * @memberof input_mode_set 输入模式配置
 * @memberof out_mode_set 输出模式配置
 * @memberof send_data 发送数据
 * @memberof us_delay 微秒延迟
 */
typedef struct {
    void (*input_mode_set)(void);

    void (*out_mode_set)(void);

    void (*send_data)(uint32_t status);

    uint32_t (*read_data)(void);

    void (*us_delay)(uint32_t us);
} DHT11_conf_t;

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_t;

void DHT11_conf_set(DHT11_conf_t *cnf);

bool DHT11_Driver_Init(void);

DHT11_data_t *DHT11_Read_TH(void);

#endif //F1XX_TEMPLATE_MODULE_DHT11_H

源文件

/*******************************************************************************
 Copyright (c) [scl]。保留所有权利。
 ******************************************************************************/
#include "dht11/module_dht11.h"

#define DHT11_RESET 0
#define DHT11_SET 1

static DHT11_conf_t *dht11_conf_ptr = NULL;
static DHT11_data_t dht11_data;
#define DHT11_OUT_0 dht11_conf_ptr->send_data(0)
#define DHT11_OUT_1 dht11_conf_ptr->send_data(1)

static uint8_t DHT11_ReadByte(void);

static inline void us_delay(uint32_t us) {
    dht11_conf_ptr->us_delay(us);
}

static inline void ms_delay(uint32_t ms) {
    while (ms--) us_delay(1);
}


void DHT11_conf_set(DHT11_conf_t *cnf) {
    dht11_conf_ptr = cnf;
}

bool DHT11_Driver_Init(void) {
    if (dht11_conf_ptr == NULL) return false;
    /*输出模式设置*/
    dht11_conf_ptr->out_mode_set();
    /*输出高*/
    DHT11_OUT_1;
    return true;
}

/**
 * @brief 读取DHT11 数据
 * @return 不成功为NULL
 */
DHT11_data_t *DHT11_Read_TH(void) {
    if (dht11_conf_ptr == NULL) return NULL;
    /*输出模式*/
    dht11_conf_ptr->out_mode_set();
    /*主机拉低*/
    DHT11_OUT_0;
    /*延时18ms*/
    ms_delay(18);
    /*总线拉高 主机延时30us*/
    DHT11_OUT_1;
    us_delay(30);   //延时30us

    /*主机设为输入 判断从机响应信号*/
    dht11_conf_ptr->input_mode_set();

    /*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_conf_ptr->read_data() == DHT11_RESET) {
        /*轮询直到从机发出 的80us 低电平 响应信号结束*/
        while (dht11_conf_ptr->read_data() == DHT11_RESET);

        /*轮询直到从机发出的 80us 高电平 标置信号结束*/
        while (dht11_conf_ptr->read_data() == DHT11_SET);

        /*开始接收数据*/
        dht11_data.humi_int = DHT11_ReadByte();
        dht11_data.humi_deci = DHT11_ReadByte();
        dht11_data.temp_int = DHT11_ReadByte();
        dht11_data.temp_deci = DHT11_ReadByte();
        dht11_data.check_sum = DHT11_ReadByte();

        /*读取结束，引脚改为输出模式*/
        dht11_conf_ptr->out_mode_set();
        /*主机拉高*/
        DHT11_OUT_1;
        uint8_t result = dht11_data.humi_int + dht11_data.humi_deci + dht11_data.temp_int + dht11_data.temp_deci;
        /*检查读取的数据是否正确*/
        if (dht11_data.check_sum == result) return &dht11_data;
    }
    return NULL;
}

/*
 * 从DHT11读取一个字节，MSB先行
 */
static uint8_t DHT11_ReadByte(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_conf_ptr->read_data() == DHT11_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
         */
        us_delay(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_conf_ptr->read_data() == DHT11_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_conf_ptr->read_data() == DHT11_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;
}

测试配置

/*******************************************************************************
 Copyright (c) [scl]。保留所有权利。
 @brief DHT11 温湿度模块配置
 ******************************************************************************/

#include "app_conf.h"

#define APP_CONF_ENABLE_DHT11_CNF (1)
#if APP_CONF_ENABLE_DHT11_CNF

#include "dht11/module_dht11.h"

#define DBG_ENABLE
#define DBG_SECTION_NAME "DHT11_CNF"
#define DBG_LEVEL DBG_LOG // DBG_LOG DBG_INFO DBG_WARNING DBG_ERROR

#include "sys_dbg.h"
/*-********************************************DHT11_CNF变量定义******************************************-*/
#define DS18B20_LINE PE6
static DHT11_conf_t dh11_conf;
static stm_pin_define_t *dh11_pin_ptr = NULL;

static void out_mode_set(void) { stm32_pin_define_mode_set(dh11_pin_ptr, pin_mode_output); }

static void input_mode_set(void) { stm32_pin_define_mode_set(dh11_pin_ptr, pin_mode_input); }

static void send_data(uint32_t status) { stm32_pin_define_set(dh11_pin_ptr, status); }

static uint32_t read_data(void) { return stm32_pin_define_read(dh11_pin_ptr); }

/*-********************************************DHT11_CNF_pre_init******************************************-*/
static void DHT11_CNF_pre_init() {
    dh11_pin_ptr = stm_get_pin(DS18B20_LINE);
    dh11_conf.us_delay = bsp_us_delay_nop;
    dh11_conf.out_mode_set = out_mode_set;
    dh11_conf.input_mode_set = input_mode_set;
    dh11_conf.send_data = send_data;
    dh11_conf.read_data = read_data;
    DHT11_conf_set(&dh11_conf);
}

sys_pre_init_export(DHT11_CNF, DHT11_CNF_pre_init);

/*-********************************************DHT11_CNF_init******************************************-*/
static void DHT11_CNF_init() {
    DHT11_Driver_Init();
}

sys_init_export(DHT11_CNF, DHT11_CNF_init);

/*-***********************************************DHT11_CNF_after_init***************************************-*/
static void DHT11_CNF_after_init() {
    DHT11_data_t *th = DHT11_Read_TH();
    if (th == NULL) {
        LOG_W("DHT11_Read_TH ERROR");
    } else {
        LOG_D("humi:%d.%d ％RH ，temp: %d.%d℃", th->humi_int, th->humi_deci, th->temp_int, th->temp_deci);
    }
}

sys_after_init_export(DHT11_CNF, DHT11_CNF_after_init);
/*-**************************************DHT11_CNF内部使用************************************************-*/
#endif //APP_CONF_ENABLE_DHT11_CNF