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STM32温湿度传感器读取温湿度数据并显示到PC端串口助手

程序员文章站 2022-07-14 08:06:30
...

STM32F407ZE使用温湿度传感器 (广州奥松) ,读取温湿度数据并显示到PC端串口助手实例
输出结果：
STM32温湿度传感器读取温湿度数据并显示到PC端串口助手

具体代码及解析如下：

main.c部分：

#include <stm32f4xx.h> 
#include "dht11.h"
#include "ustart.h"
#include <string.h>

DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;

int main()
{
	Systick_Init();
	USART1_Init();
	DHT11_Init(GPIO_Mode_OUT);
	USART_SendString(USART1, "Hello world!\r\n");

	while(1)
	{
		//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("\r\n 湿度:%d RH ,温度:%d.%d C\r\n",DHT11_Data.humi_int,		//湿度精度为整数
									DHT11_Data.temp_int,DHT11_Data.temp_deci);	//温度精度为小数
			delay_s(1);															//延时1us
		}	
	}
}

ustart.h部分

#ifndef USTART_H
#define USTART_H

#include <stm32f4xx.h>
#include <stm32f4xx_usart.h>
#include <stdio.h>
#include "sys.h"
#include "delay.h"

extern char USART1_ReceiveData[50];								//接收PC端发送过来的字符
extern int Receive_Flag;

void USART1_Init();
void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx, char *DataString);
#endif

ustart.c部分

#include "ustart.h"
#include <string.h>

int fputc(int ch, FILE *f) 
{
	/* 发送一个字节数据到串口 */
	USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch); //程序开始时，会发送一次数据，ch是系统分配的（可能是0），串口会显示大概两个空格的内容
	/* 等待发送完毕 */
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
	return (ch);
}

void USART1_Init()
{
	GPIO_InitTypeDef 	GPIOInit_Struct;
	USART_InitTypeDef 	USARTInit_Struct;
	NVIC_InitTypeDef  	USARTNVIC_Struct;
	
	//1、使能时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
	
	//2、初始化对应的IO引脚复用为USART1功能
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIOInit_Struct.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
	GPIOInit_Struct.GPIO_Mode	= GPIO_Mode_AF;
	GPIOInit_Struct.GPIO_OType	= GPIO_OType_PP;
	GPIOInit_Struct.GPIO_Speed 	= GPIO_Fast_Speed;
	GPIOInit_Struct.GPIO_PuPd	= GPIO_PuPd_UP;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInit_Struct);
	
	//将PA9  PA10复用为USART1功能
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);
	
	//3、USART1初始化
	USARTInit_Struct.USART_BaudRate 	= 115200; 								//波特率
	USARTInit_Struct.USART_Parity		= USART_Parity_No;						//无校验位
	USARTInit_Struct.USART_StopBits		= USART_StopBits_1;						//1位停止位
	USARTInit_Struct.USART_WordLength	= USART_WordLength_8b;					//8位数据位
	USARTInit_Struct.USART_Mode			= USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;		//收发模式
	USARTInit_Struct.USART_HardwareFlowControl	= USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件控制流
	USART_Init(USART1,&USARTInit_Struct);
	
	//开启串口终端
	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
	
	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//stm32f4xx.h
	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
	USARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelCmd	= ENABLE;
	NVIC_Init(&USARTNVIC_Struct);
	
	//4、开启串口
	USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}

void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx, char *DataString)
{
	int i = 0;
	USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_TC);										//发送字符前清空标志位（否则缺失字符串的第一个字符）
	while(DataString[i] != '\0')												//字符串结束符
	{
		USART_SendData(USARTx,DataString[i]);									//每次发送字符串的一个字符
		while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TC) == 0);					//等待数据发送成功
		USART_ClearFlag(USARTx,USART_FLAG_TC);									//发送字符后清空标志位
		i++;
	}
}

char USART_ReceiveString[50];													//接收PC端发送过来的字符
int Receive_Flag = 0;															//接收消息标志位
int Receive_sum = 0;															//数组下标
void USART1_IRQHandler(void)
{
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) == 1)							//USART_FLAG_RXNE判断数据，== 1则有数据
	{
		if(Receive_sum > 49)													//数组能存放50个字节的数据				
		{
			USART_ReceiveString[49] = '\0';										//数据字节超过50位时，将最后一位设置为\0	
			Receive_Flag = 1;													//接收标志位置1，停止接收数据
			Receive_sum = 0;													//数组下标置0
		}
		
		if(Receive_Flag == 0)													//接收标志位等于0，开始接收数据
		{
			USART_ReceiveString[Receive_sum] = USART_ReceiveData(USART1);		//通过USART1串口接收字符
			Receive_sum++;														//数组下标++
		}
		
		if(Receive_sum >= 2)													//数组下标大于2
		{
			if(USART_ReceiveString[Receive_sum-2] == '\r' && USART_ReceiveString[Receive_sum-1] == '\n' )
			{
				USART_ReceiveString[Receive_sum-1] = '\0';						
				USART_ReceiveString[Receive_sum-2] = '\0';
				Receive_Flag = 1;												//接收标志位置1，停止接收数据
				Receive_sum = 0;												//数组下标置0
				printf("%s\r\n",USART_ReceiveString);					

				if(strcmp(USART_ReceiveString,"hello") == 0)
				{
					PFout(9) = !PFout(9);
				}
				if(strcmp(USART_ReceiveString,"world") == 0)
				{
					PFout(10) = !PFout(10);
				}
				if(strcmp(USART_ReceiveString,"jiajia") == 0)
				{
					PEout(13) = !PEout(13);
				}
				if(strcmp(USART_ReceiveString,"haha") == 0)
				{
					PEout(14) = !PEout(14);
				}
			}		
		}
		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);							//接收后先清空标志位
	}
}

delay.h部分：

#ifndef _DELAY_H_
#define _DELAY_H_

//头文件
#include "stm32f4xx.h"

//宏定义

//函数声明
void Systick_Init(void);
void delay_us(u32 nus);
void delay_ms(u32 nms);
void delay_s(u32 ns);

#endif

delay.c部分：

#include "delay.h"

u8 	my_us = 0;
u16 my_ms = 0;

//初始化滴答定时器
void Systick_Init(void)
{
	//得到的Systick时钟 21MHZ
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 
	my_us = 168/8;        //21
	my_ms = 21000;
}

//微秒延时,nms最大值:798.915
void delay_us(u32 nus)
{
	u32 temp = 0;
	//往自动重装载除值寄存器写入延时nus  SysTick->LOAD最大值0xFFFFFF
	SysTick->LOAD = nus*my_us;
	SysTick->VAL  = 0x00;
	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启计数
	do
	{
		//读控制寄存器
		temp = SysTick->CTRL;
	}while(!(temp & (1<<16)));
	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数
	SysTick->VAL  = 0x00;
}

//毫秒延时,nus最大值，nus最大值798915
void delay_ms(u32 nms)
{
	u32 temp = 0;
	//往自动重装载除值寄存器写入延时nus  SysTick->LOAD最大值0xFFFFFF
	SysTick->LOAD = nms*my_ms;
	SysTick->VAL  = 0x00;
	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启计数
	do
	{
		//读控制寄存器
		temp = SysTick->CTRL;
	}while(!(temp & (1<<16)));
	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数
	SysTick->VAL  = 0x00;

}

//秒延时
void delay_s(u32 ns)
{
	for(; ns>0; ns--)
	{
		delay_ms(500);
		delay_ms(500);
	}
}

dht11.h部分：

#ifndef _DHT11_H_
#define _DHT11_H_

//头文件
#include  "stm32f4xx.h"
#include "delay.h"
#include "ustart.h"


//宏定义
#define DHT11_HIGH  1
#define DHT11_LOW   0
#define DHT11_DATA_OUT(a)	if (a)
							   GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);
							else
							   GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9)

#define  DHT11_DATA_IN()	  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_9)

//外部变量声明
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;

//函数声明
void DHT11_Init(GPIOMode_TypeDef mode);
unsigned char Read_Byte(void);
unsigned char Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data);

#endif //__DHT11_H_

dht11.c部分：

#include "dht11.h"

//DHT11初始化，并将模式以参数形式传入
void DHT11_Init(GPIOMode_TypeDef mode)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);	//使能 GPIOG 时钟

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 ;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = mode;					//自定义模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;		//浮空输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;			//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;			//上拉
	
	GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);					//初始化
}

//读取DHT11的数据
unsigned char Read_Byte(void)
{
	int i, data=0;

	for(i=0;i<8;i++)    
	{
		while(DHT11_DATA_IN()==0);							//每bit以50us低电平标置开始，等待低电平结束
															//DHT11以26~28us的高电平表示“0”，以70us高电平表示“1”
		delay_us(30); 										//延时x us， 26~28 < x < 80  	  
		
		if(DHT11_DATA_IN()==1)								//x us后仍为高电平表示数据“1” 
		{
			while(DHT11_DATA_IN()==1);						//等待高电平结束，进入下一bit开始
			data|=(unsigned char)(0x01<<(7-i));  			//把第7-i位置1，MSB先行 
		}
		else												//30us后为低电平表示数据“0” 
		{			   
			data&=(unsigned char)~(0x01<<(7-i)); 			//把第7-i位置0，MSB先行
		}
	}
	return data;
}

unsigned char Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)
{  
	int count;
	DHT11_Init(GPIO_Mode_OUT);								//输出模式
	
	DHT11_DATA_OUT(0);										//主机拉低电平
	delay_ms(18);											//延时18ms
	
	DHT11_DATA_OUT(1); 										//总线拉高
	delay_us(21);   										//延时20~40us	
	
	DHT11_Init(GPIO_Mode_IN);								//主机设为输入,判断从机响应信号

	count=0;												//超时计数初始化
	while(DHT11_DATA_IN()==0)     							//等待电平被拉低
	{
		count++;											//超时计数
		if(count>160) return -1;							//超时	
		delay_us(1);										//延时1us
	}
		
	count=0;												//超时计数初始化
	while(DHT11_DATA_IN()==1)								//等待电平被拉高
	{	
		count++;											//超时计数
		if(count>160) return -1;							//超时		
		delay_us(1); 										//延时1us
	}    

	count=0;												//超时计数初始化
	while(DHT11_DATA_IN()==0)								//等待电平被拉低，开始传送数据
	{
		count++;											//超时计数
		if(count>160) return -1;							//超时		
		delay_us(1); 										//延时1us
	}  
															//开始接收数据
	DHT11_Data->humi_int= Read_Byte();  					//读取湿度整数位
	DHT11_Data->humi_deci= Read_Byte();						//读取湿度小数位
	DHT11_Data->temp_int= Read_Byte();						//读取温度整数位
	DHT11_Data->temp_deci= Read_Byte();						//读取温度小数位
	DHT11_Data->check_sum= Read_Byte();						//读取数据校验和
	
	DHT11_Init(GPIO_Mode_OUT);								//读取结束,引脚改为输出模式
	DHT11_DATA_OUT(1);										//主机拉高

															//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 1;
	else 
		return 0;
}

使用温湿度传感器需要读懂下面的信号图

unsigned char Read_DHT11(DHT11_Data_TypeDef *DHT11_Data)；
此函数对应图2编写延时
STM32温湿度传感器读取温湿度数据并显示到PC端串口助手

unsigned char Read_Byte(void)
此函数则通过对应图4、5编写延时
STM32温湿度传感器读取温湿度数据并显示到PC端串口助手
STM32温湿度传感器读取温湿度数据并显示到PC端串口助手

相关标签： STM32 传感器 stm32 嵌入式 串口通信 字符串

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