STM32---DHT11采集与BH1750FVI光照传感器(HAL库、含源码)

写在前面:本节我们学习使用两个常见的传感器模块,分别为DHT11温湿度传感器以及BH1750FVI光照传感器,这两种传感器在对于环境监测中具有十分重要的作用,因为其使用简单方便,所以经常被用于STM32的项目之中。今天将使用分享给大家,希望对大家有一些帮助。

一、认识DHT11

1.1基本定义

        DHT11 数字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,内部由一个 8 位单片机控制一个电阻式感湿元件和一个 NTC 测温元件。DHT11 虽然也是采用单总线协议,但是该协议与 DS18B20 的单总线协议稍微有些不同之处。DHT11 与单片机之间能采用简单的单总线进行通信,仅仅需要一个 I/O 口。传感器内部湿度和温度数据 40Bit 的数据一次性传给单片机,数据采用校验和方式进行校验,有效的保证数据传输的准确性。DHT11 功耗很低,5V 电源电压下,工作平均最大电流 0.5mA。

常见的DHT11模块,其中左边为3引脚的,右图为4引脚,具体 的引脚说明在下文进行讲解;

1.2技术参数

电压范围

3.3V-5.5V

工作电流

0.5mA

输出单总线数字信号
测量范围

温度:0-50℃;

湿度:20-90%RH

精度

温度:±2℃;

湿度:±5%RH

分辨率

温度:1℃

湿度:1%RH

1.3引脚说明

PIN名称说明
1VDD

供电3.3-5.5V

2GND接地,电源负极
3DATA数据线,单总线
4NC空脚,悬空即可

         根据上述表格可知为什么有两种样子的模块,如果是4引脚的,则说明吧NC印出来了,如果是3引脚的则说明已经模块已经帮助浮空了。 

1.4协议与数据格式

        DHT11仅有一根数据线,所以单片机与其进行数据传输时,采用的是单总线的传输方式,单总线的详细说明可以看我之前的博客;51单片机---DS1802温度传感器(含源码,小白可入)_ds18b20负温度显示代码-CSDN博客

        虽然 DHT11 与 DS18B20 类似,都是单总线访问,但是 DHT11 的访问,相对 DS18B20 来
说简单很多。下面我们先来看看 DHT11 的数据结构。

        DHT11 数字温湿度传感器采用单总线数据格式。即单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由 5byte(40bit)组成。数据分小数部分和整数部分,一次完整的数据传输为40bit,高位先处。DHT11 的数据格式为:8bit 湿度整数数据+8bit 湿度小数数据+8bit 温度整数数据+8bit 温度小数部分+8bit 校验和。其中校验和数据为前面四个字节相加。

温湿度计算方法:

湿度:byte4.byte3=45.0%RH

温度:byte2.byte1=28.0℃ 

校验:byte4+byte3+byte2+byte1=73

传输时序图:

              首先主机发送开始信号,即:拉低数据线,保持 t1(至少 18ms)时间,然后拉高数据线 t2(10~35us)时间,然后读取 DHT11 的响应,正常的话,DHT11 会拉低数据线,保持 t3(78~88us)时间,作为响应信号,然后 DHT11 拉高数据线,保持 t4(80~92us)时间后,开始输出数据。

        DHT11 输出数字‘0’和‘1’时序,一开始都是 DHT11 拉低数据线 54us,后面拉高数据
线保持的时间就不一样,数字‘0’就是 23~27us,而数字‘1’就是 68~74us

 二、认识BH1750FVI     

 2.1基本定义

        BH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路。这种集成电路可以根据收集的光线强度数据来调整液晶或者键盘背景灯的亮度。利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化。

2.2 技术参数

供电电压3v-5v兼容
输出方式IIC通信协议
测量范围1-65535lx
误差变动± 20%。
工作电流

>200uA

工作温度-40-80℃

2.3引脚说明

PIN引脚说明
1VCC

供电电压3-5V

2SCLIIC时钟线
3SDAIIC数据线
4ADDR设备IIC的地址线
5GND电源地

2.4协议与数据格式

2.4.1BH1750的指令

常见指令有:

断电:0000_0000

通电:0000_0001

连续H分辨模式:0001_0000//分辨率为1lx,测量时间120ms;

连续H分辨模式2:0001_0001//分辨率为0lx,测量时间120ms;

连续L分辨模式:0001_0011//分辨率为4lx,测量时间16ms; 

一次H分辨模式:0010_0000//分辨率为1lx,测量时间120ms,测量后设置为断电模式;

一次H分辨模式2:0010_0001//分辨率为0lx,测量时间120ms,测量后设置为断电模式;

一次L分辨模式:0010_0011//分辨率为4lx,测量时间16ms,测量后设置为断电模式; 

2.4.2 设备地址

        在BH1750FVI的芯片说明中,模块的从地址有两种形式,由ADDR端口决定:

即:如果ADDR=1(高电平),其从地址为1011100;

        如果ADDR=0(低电平),其从地址为0100011;

2.4.3工作过程

芯片供电--断电--通电--测量指令(设置测试模式)--进行测量

ADDR=0(低电平):

 ADDR=1(高电平):

数据格式:

         接收完两个字节还不算完成,因为这个数据还不是测量出来的光照强度值,我们还需要进行计算,计算公式是:光照强度 =(寄存器值[15:0] * 分辨率) / 1.2 (单位:勒克斯lx)

 例如:我们读出来的第1个字节是(10000011),第2个字节是(10010000),那么合并之后就是(1000 0011 1001 0000),换算为( 2^15 + 2^9 + 2^8 + 2^7 + 2^4 ) / 1.2 =28067 [ lx ],最后等于28067 lx。

三、编程教学

3.1DHT11

1、使能DHT11数据线的GPIO时钟

2、设置GPIO的工作模式

        此处采用开漏输出,并且需要进行上拉;

3、编写信号代码

        复位:拉低数据线,至少保持18ms,然后拉高10-35us;

        应答:等待DHT11拉低,保持78-88us;

        读取:0/1,DHT11 拉低数据线延时 54us,然后拉高数据线延时一定时间,主机通过判断高电平时间得到 0 或者 1。

4、编写DHT11读函数,在读1bit的基础上,读取1字节数据;

3.2BH1750

1、初始化IIC

        IIC引脚,功能模式,起始信号,停止信号,发送一个字节,接收一个字节,应答信号,非应答信号,等待应答;

2、通电

通过IIC协议发送通电指令;

3、设置工作模式

通过IIC协议发送对应工作模式指令;

4、读取数据

通过IIC协议读取接收的数据;

四、代码

链接:https://pan.baidu.com/s/1fOfkPlrrwuya5g5AXyOEjw 
提取码:1022

下面为主要的一些代码,全部文件在百度网盘中查看。

4.1 main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/DHT/dht11.h"
#include "./BSP/BH1705/BH1705.h"
uint8_t t,h;
int main(void)        
{
    float light;
    HAL_Init();                              /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);      /* 设置时钟, 72Mhz */
    delay_init(72);                          /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                      /* 串口初始化,波特率:115200 */
    LED_init();                              /* LED初始化 */
    dht11_init();                            /* dht11初始化 */
    init_BH1750();                           /* BH1750初始化 */
    while(1)
    {   
        light= light_intensity();
        printf("光照强度:%4.2f LX\r\n", light); 
        dht11_read_data(&t,&h);
        printf("温度:%d℃ 湿度:%d %\r\n",t,h);
        delay_ms(500);
    }
}

4.2 dht11.c

#include "./BSP/DHT/dht11.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
/**
* @brief dht11初始化函数
* @param  无
* @retval 返回检查的结果
*/
uint8_t dht11_init(void)
{
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();/* 使能时钟此次dht11数据线采用PG11引脚 */
    GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_OD;/* 设置为开漏模式 */
    gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_11;/* 定义引脚 */
    gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP;/* 定义上拉 */
    gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH ;/*高速输出 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_struct);
    dht11_rest();/* 复位 */
   return  dht11_check();    
}

static void dht11_rest(void)
{
    dht11_write_out(0);
    delay_ms(20);
    dht11_write_out(1);
    delay_us(30);
}
/**
* @brief dht11检查函数
* @param  无
* @retval 返回检查的结果
*/
uint8_t dht11_check(void)
{
    uint8_t time=0;
    uint8_t backdata=0;
 
    while(dht11_read && time<100)
    {  
        time++;
       delay_us(1); 
    }
      
      if(time>=100)
        {
            backdata=1;      
        }
      else
        {
          time=0;
            while(!dht11_read && time<100)
            {
             time++;
            delay_us(1); 
            }    
          if(time>=100)
            {
            backdata=1;
                
            }       
       }
       
    return backdata;
}

/**
* @brief dht11读取结果函数1bit
* @param  无
* @retval 返回读取的结果
*/
uint8_t  dht11_read_bit(void)
{
    uint8_t time=0;
    
    while(dht11_read && time<100)
        {
          time++;
          delay_us(1); 
         }
        
     time=0;
     while(!dht11_read && time<100) 
       {
          time++;
          delay_us(1); 
        }  
       
       delay_us(40);
       if(dht11_read) 
       return 1;
       else
       return 0;
}
/**
* @brief dht11读取结果函数1bety
* @param  无
* @retval 返回读取的结果
*/
uint8_t dht11_read_bety(void)
{
    uint8_t i,data=0;
    for(i=0;i<8;i++)/* 循环8次,读取8个bit数据 */
    {
        data<<=1;/* 先读取高位,逐渐左移 */
        data|=dht11_read_bit();
    }

    return data;

}
/**
* @brief dht11整理读取结果函数
* @param  温度地址, 湿度地址
* @retval 无
*/
void dht11_read_data(uint8_t *temp,uint8_t *humi)
{
    uint8_t arr[5]={0};/* 定义5个字节数组,且初始值为0 */
    uint8_t i;
    dht11_rest();  
    if(dht11_check()==0)/* 判断是否与DHT11连接上 */
    {
        for(i=0;i<5;i++)/* 循环5次,读取5个字节数据 */
        arr[i]=dht11_read_bety();     
        if( arr[4]==(arr[0]+arr[3]+arr[2]+arr[1]))/* 进行5个字节数据检验 */
        {  
            *temp=arr[2];/* 温度的整数部分 */
            *humi=arr[0];/* 湿度的整数部分 */      
        }        
    }
}

4.3 bh1705.c

#include "./BSP/BH1705/BH1705.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
/**
* @brief 初始化IIC
* @param无
* @retval无
*/
void iic_init()
{
     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /* 使能时钟此次IIC采用PB6,PB7引脚 */
     GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; /* 定义对应结构体 */
    /* 设置IIC中SCL引脚 */
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;/* 推挽输出工作模式 */
    gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_6;/*定义引脚 */
    gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;/* 输出速度 */
    gpio_init_struct.Pull=GPIO_PULLUP; /* 上拉模式 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    
    gpio_init_struct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_OD;/* 开漏输出工作模式 */
    gpio_init_struct.Pin=GPIO_PIN_7;/*定义引脚 */
    gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;/* 输出速度 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);

}
static void iic_delay(void)
{
        delay_us(2);
        /* 2us 的延时, 读写速度在 250Khz 以内 */
}

/**
* @brief IIC起始信号
* @param无
* @retval无
*/
void icc_start()
{
 
    IIC_SCL(1);/*拉高时钟线*/
    IIC_SDA(1);/*拉高数据线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SDA(0);/*拉低数据线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SCL(0);/*拉低时钟线*/
    iic_delay();/*延时*/
}
/**
* @brief IIC停止信号
* @param 无
* @retval 无
*/
void icc_stop()
{  
    IIC_SDA(0);/*拉低数据线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SCL(1);/*拉高时钟线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SDA(1);/*拉高数据线*/
    iic_delay();/*延时*/
}

/**
* @brief IIC发送一个字节
* @param  发送的数据
* @retval无
*/
void iic_send_byte(uint8_t data)
{
    uint8_t i;
    for (i=0;i<8;i++)/*每次发送一位*/
    {
        IIC_SDA((data&0x80)>>7);/*高位在前*/
        iic_delay();
        IIC_SCL(1);/*产生一个时钟脉冲*/
        iic_delay();
        IIC_SCL(0);
        iic_delay();
        data<<=1;/*左移,用于下次发送*/
    }
    IIC_SDA(1);/*释放数据*/
    }


/**
* @brief IIC接收一个字节
* @param  是否发送接收应答
* @retval 接收到的数据
*/
uint8_t icc_recive_byte(uint8_t ack)
{
    uint8_t i,recive;
    for(i=0;i<8;i++) /* 接收 1 个字节数据 */
    {
        recive<<=1; /* 高位先输出,所以先收到的数据位要左移 */
        IIC_SCL(1);/*产生一个时钟脉冲*/
        iic_delay();
        if(IIC_READ_SDA)/*判断数据是0还是1*/
        {
        recive++; 
        }  
        IIC_SCL(0);
        iic_delay();      
    }
    if(ack==1)
    {
        iic_ack();/* 发送应答 */
    }
   else
    {
        iic_nack();/* 发送非应答 */
    }

return recive;/* 返回接受的数据 */

}
/**
* @brief IIC等待接收应答函数
* @param  无
* @retval 接收应答情况,return0应答,return1非应答
*/
uint8_t icc_wait_ack(void)
{
    uint8_t wattime=0;
    uint8_t rack=0;
    IIC_SDA(1);/* 释放数据线 */
    iic_delay();
    IIC_SCL(1);/* 产生一个时钟信号 */
    iic_delay();
    while(IIC_READ_SDA)/* 等待应答 */
    {
        wattime++;
        if(wattime>250)/* 没有应答 */
        {
            icc_stop();
            rack=1;
            break; 
        }
    }
        IIC_SCL(0);/* 拉低时钟线 */
        iic_delay();
    return rack;
}

/**
* @brief IIC发送应答信号
* @param 无
* @retval 无
*/
void iic_ack(void)
{
    IIC_SDA(0);/*拉低数据线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SCL(1);/*拉高时钟线,产生一个时钟脉冲*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SCL(0);/*拉低时钟线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SDA(1);/*释放数据线*/
    iic_delay();/*延时*/

}
/**
* @brief IIC发送非应答信号
* @param 无
* @retval 无
*/
void iic_nack(void)
{
    IIC_SDA(1);/*拉高数据线*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SCL(1);/*产生时钟信号*/
    iic_delay();/*延时*/
    IIC_SCL(0);
    iic_delay();/*延时*/
}

/**
* @brief BH1750单总线发送函数
* @param 发送的指令
* @retval 无
*/
void single_write_BH1750(uint8_t adress)
{
    
    icc_start();//起始信号
    iic_send_byte(SlaverAddress);//发送设备地址+写信号
     while(icc_wait_ack()==1);    
    iic_send_byte(adress);//发送指令
    while(icc_wait_ack()==1);
    icc_stop();
    

}
/**
* @brief BH1750读取一个字节数据
* @param 无
* @retval 接收的指令
*/
uint16_t read_data_BH1750()
{
    uint8_t H_data;/*定义变量-存放高字节数据*/
    uint8_t L_data;/*定义变量-存放低字节数据*/
    uint16_t data;/*定义变量-整理数据*/
    
    icc_start();
    iic_send_byte(SlaverAddress+1);/*发送设备地址+读信号*/
    H_data=icc_recive_byte(1);/*读取高字节数据,并回应答信号,能够继续接受数据*/
    L_data=icc_recive_byte(0);/*读取低字节数据,并回非应答信号,不再接受数据*/
    icc_stop();
    
    data=((uint16_t)H_data<<8)+L_data;/*整理数据*/
    return data;    /*返回数据*/
}

/**
* @brief BH1750初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void init_BH1750(void)
{
    iic_init();
    delay_ms(100);
    single_write_BH1750(0x01);/*通电*/
    
}
/**
* @brief BH1750检测数据函数
* @param 无
* @retval 返回检测的数据
*/
float light_intensity(void)
{  
    float i;
    single_write_BH1750(0x01);/*通电*/
    single_write_BH1750(0x10);/*设置BH1750工作模式*/
    delay_ms(180);/*延时180ms,给检测留够充足的时间*/
    i=(float)(read_data_BH1750()) / 1.2 ;/*数据进行转换*/
    return i;
}

五、实验现象

      

dht11+bh1750

   如果用的是最小系统或者其他开发板只要保证DHT11的数据位,已经BH1750的SDA、SCK位与代码中一致即可。

总结:本节我们学习了两个常见模块DHT11温湿度传感器与BH1750光照传感器,利用STM32进行数据采集以及利用串口显示在电脑屏幕。为后面的学习制作单片机的项目具有十分重要的参照作用。大家可以进行自己的练习。。 

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1.下载mysql包 地址 MySQL :: Download MySQL Community Server (Archived Versions) 注&#xff1a;下载我圈住的减压之后里面会有tar.gz 再次减压才会是软件主体 2.安装和准备 yum -y install numactl 安装numactl tar -xvf mysql-8.0.30-el7-x86_64.tar 拆分 …

rider下ef core迁移

新建数据库 create database mockstu新建web项目 安装Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer包 设置连接字符串 新建model using MockStuWeb.Models.EnumTypes; using System.ComponentModel.DataAnnotations;namespace MockStuWeb.Models {/// <summary>/// 学生…

百度文心一言(ERNIE bot)API接入Android应用

百度文心一言&#xff08;ERNIE bot&#xff09;API接入Android应用实践 - 拾一贰叁 - 博客园 (cnblogs.com) Preface: 现在生成式AI越来越强大了&#xff0c;想在android上实现一个对话助手的功能&#xff0c;大概摸索了一下接入百度文心一言API的方法。 与AI助手交换信息的…

分布式搜索引擎-DSL查询文档

分布式搜索引擎-DSL查询文档 文章目录 分布式搜索引擎-DSL查询文档1、DSL Query的分类1.1、全文检索查询1.2、精确查询1.3、地理查询1.4、复合查询1.5、Function Score Query1.6、复合查询Boolean Query 2、搜索结果处理2.1、排序2.2、分页2.3、深度分页2.4、高亮 1、DSL Query…

鸿蒙OpenHarmony开发实战:【MiniCanvas】

介绍 基于OpenHarmony的Cavas组件封装了一版极简操作的MiniCanvas&#xff0c;屏蔽了原有Canvas内部复杂的调用流程&#xff0c;支持一个API就可以实现相应的绘制能力&#xff0c;该库还在继续完善中&#xff0c;也欢迎PR。 使用说明 添加MiniCanvas依赖 在项目entry目录执行…

混合云构建-使用 Azure ExpressRoute 建立从本地到 Azure 虚拟网络的专用连接

如果有大量业务数据需要在本地数据中心和azure私有网络进行传输&#xff0c;同时保证带宽和时延的情况需要使用 ExpressRoute 设置从本地网络到 Azure 中的虚拟网络的专用连接。以下是实操步骤供参考&#xff1a; 一、创建和预配 ExpressRoute 线路 登录 Azure 门户。 在页面…

为什么独享ip会更高效?

随着互联网的蓬勃发展&#xff0c;代理IP因其特性&#xff0c;也备受关注&#xff0c;代理IP又有分共享代理IP和独享代理IP&#xff0c;但&#xff0c;无论是在数据采集方面&#xff0c;还是在其他业务场景上&#xff0c;独享代理IP似乎会更受用户欢迎一点&#xff0c;这到底是…

【Flask】Flask数据迁移操作

Flask数据迁移操作 前提条件 安装第三方包&#xff1a; # ORM pip install flask-sqlalchemy # 数据迁移 pip install flask-migrate # MySQL驱动 pip install pymysql # 安装失败&#xff0c;指定如下镜像源即可 # pip install flask-sqlalchemy https://pypi.tuna.tsinghu…

Typecho如何去掉/隐藏index.php

Typecho后台设置永久链接后&#xff0c;会在域名后加上index.php&#xff0c;很多人都接受不了。例如如下网址&#xff1a;https://www.jichun29.cn/index.php/archives/37/&#xff0c;但我们希望最终的形式是这样&#xff1a;https://www.jichun29.cn/archives/37.html。那么…

Lua热更新(Lua)

-- [[]] print 下载Lua For Windows Sublime Text&#xff08;仅用于演示&#xff0c;实际项目使用VsCode&#xff09; CtrlB运行 语法基础 基础类型&#xff1a;nil number string boolean 运算符&#xff1a;and-or-not ~ ^ if-then-end-elseif-else while-do-…

Kotlin零基础入门到进阶实战

教程介绍 Kotlin现在是Google官方认定Android一级开发语言&#xff0c;与Java100%互通&#xff0c;并具备诸多Java尚不支持的新特性&#xff0c;每个Android程序员必备的Kotlin课程&#xff0c;每个Java程序员都需要了解的Kotlin&#xff0c;掌握kotlin可以开发Web前端、Web后…

【机器学习300问】46、什么是ROC曲线?

一、二分类器的常用评估指标有哪些&#xff1f; 二分类器是机器学习领域中最常见的也是应用最广泛的分类器。评价二分类器的指标也很多&#xff0c;下面列出几个我之前重点写文章介绍过的指标。 &#xff08;1&#xff09;准确率&#xff08;Accuracy&#xff09; 定义为分类正…

VSGitHub项目联动(上传和克隆),创建你的第一个仓库,小白配置

目录&#xff1a; 前言一&#xff0c;基本说明1.1名词概念1.2必配条件 二&#xff0c;配置方法2.1本地生成密钥2.2云端代码托管平台SSH配置添加&#xff08;GitHub&#xff09;2.3VS项目配置 三&#xff0c;参考四&#xff0c;一些讨论 前言 &#x1f308;在编写VS代码项目时&a…

详细安装步骤:vue.js 三种方式安装(vue-cli)

Vue.js&#xff08;读音 /vjuː/, 类似于 view&#xff09;是一个构建数据驱动的 web 界面的渐进式框架。Vue.js 的目标是通过尽可能简单的 API 实现响应的数据绑定和组合的视图组件。它不仅易于上手&#xff0c;还便于与第三方库或既有项目整合。 三种 Vue.js 的安装方法&…