4-3任务3温湿度数据采集

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1、任务3 温湿度传感器任务：温湿度数据采集02目 录 温湿度传感器DHT1101DHT11温湿度传感器v DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，包括一个电阻式湿敏元件和一个湿度复合传感器，包括一个电阻式湿敏元件和一个NTC（负温度系数）温度传感器。如图负温度系数）温度传感器。如图4-7为为DHT11外形及引脚外形及引脚图，图，DHT11与单片机接口电路如图与单片机接口电路如图4-8。图4-7 DHT11外形图 图4-8 DHT11接口电路v CC2530与与DHT11数据引脚连接示意图如图数据引脚连接示意图如图4-8所示

2、。所示。DHT11上电之后，其中的上电之后，其中的8位单片机就会不停的读取温度位单片机就会不停的读取温度和湿度传感器的数值，并进行校准。图和湿度传感器的数值，并进行校准。图4-8中中DHT11引脚引脚DATA连接到了连接到了CC2530的的P0_7口上，我们只需要对处理口上，我们只需要对处理器编程，使引脚器编程，使引脚2输出信号符合单总线协议。就可以读取输出信号符合单总线协议。就可以读取DHT11的温湿度的温湿度值。值。引脚引脚名称名称引脚说明引脚说明1VCC 电源正极，3V 5.5V 2DATA 单总线数据，数据输入/输出3NC空脚，未使用，悬空4GND 电源负极表4-1 DHT11引脚功能

3、DHT11的获取温/湿度值的原理DHT11的串行接口DATA用于微处理器与DHT1l之间的通信和同步,采用单总线数据格式,一次通信时间为4ms左右,数据分小数部分和整数部分,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零。操作流程为:一次完整的数据传输为40bit,数据格式为8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据。传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据据+8bt温度小数数据+8bit校验和数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。CC2530发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模

4、式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT1发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,可选择读取部分数据。从模式下,DHTI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,DHTI不会主动进行温湿度采集,采集数据后转换到低速模式。单总线协议通信步骤v 步骤步骤1：DHT11上电后（上电后（DHT11上电后要等待上电后要等待1S以越过不以越过不稳定状态在此期间不能发送任何指令），测试环境温湿度稳定状态在此期间不能发送任何指令），测试环境温湿度数据，并记录数据，同时数据，并记录数据，同时DHT11的的DATA引脚处于输入状引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。

5、态，时刻检测外部信号。v 步骤步骤2：处理器的：处理器的I/O设置为输出同时输出低电平，且低电设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于平保持时间不能小于18ms，然后处理器拉高，然后处理器拉高I/O，且保持，且保持电平时间为电平时间为2040us，最后处理器的，最后处理器的I/O口设置为输入状态口设置为输入状态，由于上拉电阻，处理器的，由于上拉电阻，处理器的I/O即即DHT11的的DATA数据线也数据线也随之变高，等待随之变高，等待DHT11作出回答信号。作出回答信号。v 步骤步骤3：DHT11的的DATA引脚检测到外部信号有低电平时，引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平

6、结束后（处理器释放总线），等待外部信号低电平结束后（处理器释放总线），DHT11的的DATA引脚处于输出状态，输出引脚处于输出状态，输出80微秒的低电平作为应微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出答信号，紧接着输出80微秒的高电平通知外设准备接收数微秒的高电平通知外设准备接收数据，处理器的据，处理器的I/O此时已处于输入状态，检测到此时已处于输入状态，检测到I/O有低电有低电平（平（DHT11回应信号）后，等待回应信号）后，等待80微秒的低电平和微秒的低电平和80us的的高电平后开始接收数据。高电平后开始接收数据。v 步骤步骤4：由：由 DHT11的的DATA引脚输出引脚输出40位数据，处理器根

7、位数据，处理器根据据I/O电平的变化接收电平的变化接收40位位数据数据。v 注意：注意：位位数据数据“0”的格式为：的格式为：50微秒的低电平和微秒的低电平和26-28微秒微秒的高电平，位数据的高电平，位数据“1”的格式为：的格式为：50微秒的低电平加微秒的低电平加70微微秒的高电平。秒的高电平。v 结束信号：结束信号：DHT11的的DATA引脚输出引脚输出40位数据（位数据（1字节湿度字节湿度、1字节湿度小数、字节湿度小数、1字节温度、字节温度、1字节温度小数、字节温度小数、1字节校字节校验和）。继续输出低电平验和）。继续输出低电平50微秒后转为输入状态，由于上微秒后转为输入状态，由于上拉电

8、阻数据线随之变为高电平。此时拉电阻数据线随之变为高电平。此时DHT11内部仍然在继内部仍然在继续测量温湿度数据并记录下来。等待下一个外部信号使其续测量温湿度数据并记录下来。等待下一个外部信号使其发送这些数据发送这些数据。任务：温湿度此案件v 本任务是读取本任务是读取DHT11的温湿度数据，并将读取的数据通过的温湿度数据，并将读取的数据通过串口打印出来。根据上面分析，开发串口打印出来。根据上面分析，开发DHT11传感器程序的传感器程序的流程图如流程图如图所图所示。示。模块化编程思想v 模块化编程基本理论：在理想化的模块编程中，各个模块模块化编程基本理论：在理想化的模块编程中，各个模块可以看成是一

9、个个的黑盒子，只需要注意模块提供的功能可以看成是一个个的黑盒子，只需要注意模块提供的功能，不需要关心具体实现该功能的方法。，不需要关心具体实现该功能的方法。v 在大型程序开发中，一个程序由不同的模块组成，可能不在大型程序开发中，一个程序由不同的模块组成，可能不同的模块会由不同的人员负责，在编写某个模块的时候，同的模块会由不同的人员负责，在编写某个模块的时候，很可能需要调用别人写好的模块的接口。只需要关心模块很可能需要调用别人写好的模块的接口。只需要关心模块提供了什么样的接口，应该如何去调用，不关心具体实现提供了什么样的接口，应该如何去调用，不关心具体实现的细节代码。的细节代码。模块化编程思想v

10、 一个模块包含两个文件，一个是一个模块包含两个文件，一个是.h文件文件(头文件头文件)，一个是，一个是.c文件（源文件）。文件（源文件）。v.h文件：理解为一份接口描述文件，其文件内部一般不包文件：理解为一份接口描述文件，其文件内部一般不包含任何实质性的函数代码，其内容就是这个模块对外提供含任何实质性的函数代码，其内容就是这个模块对外提供的的接口函数或接口变量接口函数或接口变量。当外部函数或者文件调用该模块。当外部函数或者文件调用该模块提供的接口函数或变量时，必须包含这个接口描述文件提供的接口函数或变量时，必须包含这个接口描述文件“.h文件（头文件）文件（头文件）”v 头文件与源文件的名字保持

11、一致头文件与源文件的名字保持一致v.c文件：也需要包含这个头文件（因为它包含了模块源文文件：也需要包含这个头文件（因为它包含了模块源文件中所需要的宏定义或数据结构等信息）件中所需要的宏定义或数据结构等信息）v.c文件主要功能是对文件主要功能是对.h文件中声明的外部函数进行具体的文件中声明的外部函数进行具体的实现。实现。模块化编程任务实施v 复制四个文件：复制四个文件：DHT11.c、DHT11.h、UART.c、UART.h到工程文件夹下；到工程文件夹下；v 添加添加DHT11.c、UART.c到工程目录下；到工程目录下；v 在在main.c 中包含头文件中包含头文件v 在主程序中调用相应的函

12、数；在主程序中调用相应的函数；参考程序任务实施v 操作步骤操作步骤v（1）正确连接）正确连接CC2530开发板与仿真器，将工程编译、下开发板与仿真器，将工程编译、下载至载至CC2530开发板中。开发板中。v（2）下载完后单击）下载完后单击“DebugGo”全速运行全速运行。操作步骤v（3）用）用USB连接线将连接线将CC2530与电脑连接，在与电脑连接，在PC上打开串口上打开串口调试助手，设置波特率调试助手，设置波特率115200bps，8数据位，数据位，1停止位，无停止位，无校验位。观察串口调试助手输出的数据。校验位。观察串口调试助手输出的数据。v（4）用手握住）用手握住DHT11温湿度传感器（或哈口气），温湿度值温湿度传感器（或哈口气），温湿度值有明显变化，在串口调试助手中我们将看到如有明显变化，在串口调试助手中我们将看到如图结果图结果。