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日志

【 ST NUCLEO-G071RB测评】_06_

已有 349 次阅读2019-1-17 10:54 |个人分类:MCU

本次活动测评开发板ST NUCLEO-G071RB由ST意法半导体提供，感谢意法半导体对EEWorld测评的支持！
【实验目的】
· 掌握DHT11的通信时序
· 掌握使用GPIO处理通信时序

【实验环境】
· NUCLEO-G071RB开发板
· DHT11温湿度模块
· Keil MDK-ARM（Keil uVision 5.25.2.0）
· Keil.STM32G0xx_DFP.1.0.0.pack
· 串口调试助手

【实验资料】
· NUCLEO-G071RB开发板原理图
· STM32G071x8/xB Data Sheet
· STM32G071芯片用户参考手册
· DHT11用户手册
【实验分析】
原理图：


连接如图所示，灰色线连接到电源的负极，黑色线连接到3.3V正极，白色是数据线，连接到了PC10引脚。
DHT11 器件采用简化的单总线通信。单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制均由单总线完成。DATA 用于微处理器与 DHT11 之间的通讯和同步,采用单总线数据格式，一次传送 40 位数据，高位先出。
数据格式:：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 校验位。
校验位数据定义：“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 校验位等于所得结果的末 8 位。
数据时序图
用户主机（MCU）发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出 40bit 的数据，幵触发一次信采集。
信号发送如图所示：
外设读取步骤
主机和从机之间的通信可通过如下几个步骤完成（外设（如微处理器）读取 DHT11 的数据的步骤）。
步骤一:
DHT11 上电后（DHT11 上电后要等待 1S 以越过不稳定状态在此期间不能发送任何指令），测试环境温湿度数据，幵记录数据，同时 DHT11 的 DATA 数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平；此时 DHT11 的DATA 引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。
步骤二:
微处理器的 I/O 设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于 18ms，然后微处理器的 I/O设置为输入状态，由于上拉电阻，微处理器的 I/O 即 DHT11 的 DATA 数据线也随之变高，等待 DHT11 作出回答信号，发送信号如图所示：

步骤三:
DHT11 的 DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后 DHT11 的 DATA引脚处于输出状态，输出 80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出 80 微秒的高电平通知外设准备接收数据，微处理器的 I/O 此时处于输入状态，检测到 I/O 有低电平（DHT11 回应信号）后，等待 80 微秒的高电平后的数据接收，发送信号如图所示：
步骤四:
由 DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据，微处理器根据 I/O 电平的变化接收 40 位数据，位数据“0”的格式为： 50 微秒的低电平和 26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为： 50 微秒的低电平加 70微秒的高电平。位数据“0”、“1”格式信号如图所示：

结束信号:
DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据后，继续输出低电平 50 微秒后转为输入状态，由于上拉电阻随之变为高电平。但 DHT11 内部重测环境温湿度数据，幵记录数据，等待外部信号的到来。

【实验代码】
  1. #include "stm32g0xx.h"                  // Device header
  2. #include "uart.h"
  3. #include

  5. void mdelay(int ms)
  6. {
  7.         RCC->APBENR1 |= RCC_APBENR1_TIM6EN;        //使能TIM6
  8.         TIM6->PSC = SystemCoreClock / 1000 - 1;        //预分频 定时器时钟为1000Hz
  9.         TIM6->ARR = ms;        //周期数
  10.         TIM6->CR1 |= TIM_CR1_OPM;        //One Pulse mode
  11.         TIM6->CR1 |= TIM_CR1_CEN;        //启动定时器
  12.         while(TIM6->CR1 & TIM_CR1_CEN);        //等待定时器结束
  13. }

  15. void GPIOSetDir(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin, int dir)
  16. {
  17.         if (dir == 0){
  18.                 GPIO->MODER        &= ~(0x3UL<<(pin * 2));
  19.                 GPIO->OTYPER &= ~(1<
  20.         }else{
  21.                 GPIO->MODER        &= ~(0x3UL<<(pin * 2));
  22.                 GPIO->MODER        |= (0x1UL<<(pin * 2));
  23.                 GPIO->OSPEEDR |= 0x3UL<<(pin * 2);
  24.                 GPIO->OTYPER &= ~(1<
  25.         }
  26. }

  28. void GPIOSetValue(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin, int value)
  29. {
  30.         if (value == 0){
  31.                 GPIO->ODR &= ~(1<
  32.         }else{
  33.                 GPIO->ODR |= (1<
  34.         }
  35. }

  37. void GPIOSetToggle(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin)
  38. {
  39.         GPIO->ODR ^= (1<
  40. }

  42. int GPIOGetValue(GPIO_TypeDef *GPIO, int pin)
  43. {
  44.         return GPIO->IDR & (1<
  45. }

  47. int DHT11_Read(char *temp, char *humd)
  48. {
  49.         int i;
  50.         int timeout = 0;
  51.         volatile int low_count, high_count;
  52.         char data[5];        //接收40位数据
  53.        
  54.         //步骤二
  55.         GPIOSetDir(GPIOC, 10, 1);
  56.         GPIOSetValue(GPIOC, 10, 0);        //输出低电平
  57.         mdelay(30);
  58.         GPIOSetDir(GPIOC, 10, 0);        //设置成输入模式
  59.         //步骤三
  60.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10)){ //等待响应信号
  61.                 timeout ++;
  62.                 if (timeout > 10000) return -1;
  63.         }
  64.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) == 0);        //等待高电平
  65.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) != 0);        //等待高电平结束
  66.         //步骤四
  67.         for (i = 0; i < 40; i ++){
  68.                 low_count = 0;
  69.                 high_count = 0;
  70.                 while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) == 0){        //记录低电平
  71.                         low_count ++;
  72.                 }
  73.                 while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) != 0){        //记录高电平
  74.                         high_count ++;
  75.                 }
  76.                 if (low_count > high_count){ //数据0
  77.                         data[i/8] &= ~(1<<(7-i%8));
  78.                 }else{//数据1
  79.                         data[i/8] |= (1<<(7-i%8));
  80.                 }
  81.         }
  82.         //步骤五
  83.         while(GPIOGetValue(GPIOC, 10) == 0);        //等待低电平结束
  84.        
  85.         if((data[0]+data[1]+data[2]+data[3]) == data[4]){//校验数据
  86.                 humd[0]=data[0];
  87.                 humd[1]=data[1];
  88.                 temp[0]=data[2];
  89.                 temp[1]=data[3];
  90.                 return 1;
  91.         }else{        //数据校验失败
  92.                 return 0;
  93.         }
  94. }

  96. /* 配置64MHz系统时钟 */
  97. void SystemClockConfig(void)
  98. {
  99.         //Fvco1 * 32 / 4 = 128
  100.         RCC->PLLCFGR = (0x2<<0)        //HSI16
  101.                         | (1<<4)                //M=1+1=2
  102.                         | (16<<8)                //N=16
  103.                         | (1<<28)                //使能PLLRCLK
  104.                         | (1<<29);        //R=1        PLLRCLK分频系数为2
  105.         RCC->CR |= (1<<24);        //使能PLL
  106.         while(!(RCC->CR & (1<<25)));        //等待PLL锁定
  107.        
  108.         FLASH->ACR |= (0x1<<0);        //设置Flash访问延迟
  109.         RCC->CFGR |= (0x2<<0);        //切换时钟源为PLLRCLK
  110.         while(!(RCC->CFGR & (0x2<<3)));        //等待时钟源切换完成
  111.         SystemCoreClockUpdate();        //更新SystemCoreClock全局变量
  112. }

  114. int main(void)
  115. {
  116.         int ret;
  117.         char temp[2]={0};        //保存温度数据
  118.         char humd[2]={0};        //保存湿度数据
  119.         SystemClockConfig();
  120.         RCC->IOPENR |= RCC_IOPENR_GPIOCEN;        //使能GPIOC
  121.         UART2_Init(115200);

  123.         GPIOSetDir(GPIOC, 13, 0);
  124.         GPIOSetDir(GPIOA, 5, 1);
  125.         while(1){
  126.                 ret = DHT11_Read(temp, humd);
  127.                 switch (ret){
  128.                         case -1:
  129.                                 printf("Timeout\n");
  130.                         break;
  131.                         case 0:
  132.                                 printf("Data Error\n");
  133.                         break;
  134.                         case 1:
  135.                                 printf("humd:%d.%d temp:%d.%d\n", humd[0], humd[1]
  136.                                                         , temp[0], temp[1]);
  137.                         break;
  138.                 }
  139.                 mdelay(1000);
  140.         }
  141. }
复制代码


【实验现象】
连接开发板，并打开串口调试工具，并使用115200的波特率连接开发板的串口，显示如下：




此内容由EEWORLD论坛网友lvxinn2006原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

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