主題	內容	教學目的/擴展視頻
DHT11芯片	電路連接，手冊分析。驅動程序，讀出數據。	能讀出溫濕度值即可。

師從洋桃電子，杜洋老師

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▲ 回顧上期🔍DHT11數字溫濕度傳感器驅動開發全解析（上） | 零基礎入門STM32第八十六步

▲ 回顧上期🔍DHT11數字溫濕度傳感器驅動開發全解析（中） | 零基礎入門STM32第八十七步

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一、硬件接口與通信原理

1.1 硬件連接拓撲

引腳	連接目標	說明
VDD	3.3V電源	供電范圍3-5.5V DC
DATA	PA15	單總線雙向通信引腳
GND	系統GND	電源參考地

1.2 單總線通信時序

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二、驅動代碼深度解析（dht11.c）

2.1 GPIO模式切換

// 設置為推挽輸出模式
void DHT11_IO_OUT(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_IO;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // 推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 高速模式GPIO_Init(DHT11PORT, &GPIO_InitStruct);
}// 設置為上拉輸入模式
void DHT11_IO_IN(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_IO;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;     // 上拉輸入GPIO_Init(DHT11PORT, &GPIO_InitStruct);
}

設計要點：

• 輸出模式用于主機控制總線電平
• 輸入模式配合上拉電阻保證總線穩定
• 50MHz速度滿足單總線時序要求

2.2 起始信號生成

void DHT11_RST(void) {DHT11_IO_OUT();                 // 切換輸出模式GPIO_ResetBits(DHT11PORT, DHT11_IO); // 拉低總線delay_ms(20);                   // 保持低電平20ms（手冊要求≥18ms）GPIO_SetBits(DHT11PORT, DHT11_IO);   // 釋放總線delay_us(30);                   // 等待20-40us
}

時序控制：

• 20ms低電平：確保滿足最小18ms要求
• 30us高電平：預留足夠響應時間

2.3 單bit數據讀取

u8 Dht11_ReadBit(void) {u8 retry = 0;// 等待50us低電平起始信號while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11PORT,DHT11_IO) && retry<100) {retry++;delay_us(1);}retry = 0;// 等待高電平到來while(!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11PORT,DHT11_IO) && retry<100) {retry++;delay_us(1);}delay_us(40); // 關鍵采樣點return GPIO_ReadInputDataBit(DHT11PORT,DHT11_IO) ? 1 : 0;
}

解碼原理：

• 26-28μs高電平：數據0
• 70μs高電平：數據1
• 40μs延遲采樣：準確區分高低電平

2.4 單字節數據讀取

u8 Dht11_ReadByte(void) {u8 i, dat = 0;for(i=0; i<8; i++) {dat <<= 1;        // 高位先出dat |= Dht11_ReadBit();}return dat;
}

位操作邏輯：

1. 左移操作保留高位
2. 按位或操作累積數據位
3. 循環8次組成完整字節

2.5 完整數據讀取流程

u8 DHT11_ReadData(u8 *h) {u8 buf[5];DHT11_RST(); // 發送起始信號if(Dht11_Check() == 0) {        // 檢測傳感器響應for(int i=0; i<5; i++) {    // 讀取5字節數據buf[i] = Dht11_ReadByte();}// 校驗和驗證if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3]) == buf[4]) {h[0] = buf[0]; // 濕度整數部分h[1] = buf[2]; // 溫度整數部分return 0;      // 成功標志}}return 1; // 失敗標志
}

數據格式解析：

字節	數據內容	數值范圍
0	濕度整數	20-90%RH
1	濕度小數	固定為0
2	溫度整數	0-50℃
3	溫度小數	固定為0
4	校驗和	前四字節和

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三、關鍵優化策略

3.1 時序精度提升

// 使用硬件定時器替代delay_us
void Delay_us(uint16_t us) {TIM2->CNT = 0;while(TIM2->CNT < us);
}

3.2 錯誤重試機制

u8 DHT11_ReadData(u8 *h) {u8 retry = 3;while(retry--) {// ...讀取邏輯...if(校驗成功) return 0;delay_ms(100); // 重試間隔}return 1;
}

3.3 數據濾波處理

#define FILTER_SIZE 5
u8 filter_buf[FILTER_SIZE][2];void DHT11_Filter(u8 *h) {static u8 index = 0;// 存儲當前值filter_buf[index][0] = h[0];filter_buf[index][1] = h[1];index = (index+1) % FILTER_SIZE;// 排序取中值// ...實現排序算法...
}

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四、典型應用場景

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五、開發注意事項

1. 電源穩定性：建議并聯100nF陶瓷電容
2. 信號線長度：超過20米需增加屏蔽措施
3. 采樣間隔：嚴格≥1秒（手冊要求）
4. 環境適應：
   • 避免冷凝環境
   • 遠離發熱元件
   • 防止化學污染

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六、相關資源

[1] 洋桃電子B站課程-STM32入門100步
[2] STM32官方文檔手冊
[3] STM32F103固件函數庫用戶手冊（中文）
[4] DHT11說明書（中文）
[5] DHT11溫濕度顯示程序

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💬 技術討論（請在評論區留言~）

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📌 下期預告：下一期將探討加速度傳感器，歡迎持續關注！

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版權聲明：本文采用[CC BY-NC-SA 4.0]協議，轉載請注明來源
實測開發版：洋桃1號開發版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-03-30）