【STM32 .Net MF开发板学习-19】DHT11温湿度传感器通信（上）
前段时间开发远程医疗系统（Dr.Cloud）就曾用到过温湿度传感器，不过当时考虑到集成难度，选了一个RS485接口的传感器，该传感器实现了Modbus Rtu Slave的功能，只要客户程序实现Modbus Rtu Client即可读出温湿度数据。是方便了开发，不过价格不菲，要价要150元左右。
网友fangyuan推荐了一款仅7元的DHT11温湿度传感器，刚开始以为是TTL电平的串口通信，后来一研究，原来通过一根数据线的双向通信，并且对时序要求很严格，这东西也许用单片做更容易，用STM32来做，反而有老虎吃天，无从下口之感。想来想去，最理想的方式也许需要深入研究时钟的输入捕获相关知识了。
不过直到三个多月之后的今天，才有时间和精力去研究相关内容。闲言少叙，先看一下DHT11的典型应用电路（见下图）。
通信接口为串行接口（单线双向），通信过程如下：
数字0和数字1的信号表示方法如下（有点类似红外遥控器的编码了）：
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式: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
+8bit校验和
其工作模式为：用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
详细资料请从如下地址下载：http://download.csdn.net/source/2535109
单片机读取数据的一般思路就是，延时一定的时间，去读Data数据线的电平是高是低，从而判断数据是0还是1。不过这样做，对延时精度要求很高，否则很容易把起始位当成数据位来判断了。
但是在STM32系统，由于存在多任务和中断程序，如果用传统的延时方法，是很难满足多任务下数据读取需求的，所以我最直接的思路还是，通过时钟的输入捕获功能，获取Data数据线上所有上升沿和下降沿的精确时间，有了这个数据，就可以非常精确的判断出数字0和数字1了。
设置时钟的代码如下：
//72M/(71+1)=1M 1us一次滴答
CPU_TIMER_Initialize(timer,0xFFFF,71,TIMER_ISR,NULL);
STM32F10x_TIMER &tim=STM32F10x::TIMER(timer);
//TIM3_CH3
tim.CCMR[1] = 0x01 | 0x30; //输入模式，滤波为8 映射到TI3上
tim.CCER = 0x0200; //下降沿有效
tim.DIER = 0x0008; //中断
//tim.CCER |= 0x0100; //捕获使能
//TIM3_CH4
tim.CCMR[1] |= 0x0200 | 0x3000; //输入模式，滤波为8 映射到TI3上
tim.CCER |= 0x0000; //上升沿有效
tim.DIER |= 0x0010;
//tim.CCER |= 0x1000; //捕获使能
中断TIMER_ISR函数里，记下中断发生时刻的计数器的值，根据这些值，就可以换算为实际的温湿度数据了，相关代码如下：
STM32F10x_TIMER &tim=STM32F10x::TIMER(timer);
time_index = 0;
HT_Flag = FALSE;
tim.CCER |= 0x0100; //捕获使能
tim.CCER |= 0x1000; //捕获使能
Sleep(10000); //延时 10ms 最长 80+80+40*(50+70) = 4960us = 4.96ms
tim.CCER &= ~0x0100; //捕获禁止
tim.CCER &= ~0x1000; //捕获禁止
tim.CR1 = 0x0; //禁止计数
if(time_index>8)
{
UINT32 index=0;
UINT32 data[128];
for(int i=4;i<time_index;i+=2)
{
time_data[index++]=time_data[i];
}
if(index==40)
{
for(int i=0;i<5;i++)
{
HT_data[i]=0;
for(int j=0;j<8;j++)
{
HT_data[i]|= time_data[i*8+j] > 40 ? (1 <<(7-j)) :0;
}
}
HT_Flag = (((HT_data[0]+HT_data[1]+HT_data[2]+HT_data[3]) & 0xFF) == HT_data[4]);
}
}
接线图和运行后的结果如下图所示，可以看出温湿度已经源源不断的被读出来了。
以上程序还是底层C/C++的代码，需要封装成托管类库才能供上层应用程序调用，不过这次我的思路和以前不同，不是简单的封装成一个读取接口就成了，我想这部分应用，更具有通用性，在《红外遥控器编码识别》中我们用到方式，其实很笨，并且很容易受到干扰，完全可以采用这种方式，这样做甚至直接就可以识别出相应的编码信息来。
所以，我打算专门写一篇这种接口封装的博文，以期应用开发的朋友，也可以开发出这种对时序要求严格的应用来。
MF快速参考： .NET Micro Framework 快速入门
MF中文讨论组：http://space.cnblogs.com/group/MFSoft/
微软官方论坛：MSDN微软中文技术论坛(.NET Micro Framework)
开发板简明手册：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6b938f630100kh0k.html