《物联网系统设计与应用开发》课件4-3 任务3 温湿度数据采集

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DHT11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NTC（负温度系数）温度传感器。如图4-7为DHT11外形及引脚图，DHT11与单片机接口电路如图4-8。图4-7DHT11外形图

图4-8DHT11接口电路CC2530与DHT11数据引脚连接示意图如图4-8所示。DHT11上电之后，其中的8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4-8中DHT11引脚DATA连接到了CC2530的P0_7口上，我们只需要对处理器编程，使引脚2输出信号符合单总线协议。就可以读取DHT11的温湿度值。引脚名称引脚说明1VCC电源正极，3V~5.5V2DATA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4-1DHT11引脚功能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步骤1：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，并记录数据，同时DHT11的DATA引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。步骤2：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，然后处理器拉高I/O，且保持电平时间为20~40us，最后处理器的I/O口设置为输入状态，由于上拉电阻，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。步骤3：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后（处理器释放总线），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，处理器的I/O此时已处于输入状态，检测到I/O有低电平（DHT11回应信号）后，等待80微秒的低电平和80us的高电平后开始接收数据。步骤4：由DHT11的DATA引脚输出40位数据，处理器根据I/O电平的变化接收40位数据。注意：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。结束信号：DHT11的DATA引脚输出40位数据（1字节湿度、1字节湿度小数、1字节温度、1字节温度小数、1字节校验和）。继续输出低电平50微秒后转为输入状态，由于上拉电阻数据线随之变为高电平。此时DHT11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发送这些数据。任务：温湿度此案件本任务是读取DHT11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DHT11传感器程序的流程图如图所示。模块化编程思想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。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，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，不关心具体实现的细节代码。模块化编程思想一个模块包含两个文件，一个是.h文件(头文件)，一个是.c文件（源文件）。.h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的接口函数或接口变量。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—“.h文件（头文件）”头文件与源文件的名字保持一致.c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）.c文件主要功能是对.h文件中声明的外部函数进行具体的实现。模块化编程任务实施复制四个文件：DHT11.c、DHT11.h、UART.c、UART.h到工程文件夹下；添加DHT11.c、UART.c到工程目录下；在main.c中包含头文件在主程序中调用相应的函数；参考程序任务实施操作步骤（1）正确连接CC2530开发板与仿真器，将工程编译、下载至CC2530开发板中。（2）下载完后单击“Debug→Go”全速运行。操作步骤（3）用USB连接线将CC2530与电脑连接，在PC上打开串口调试助手，设置波特率115200bps，8数据位，1停止位，无校验位。观察串口调试助手输出的数据。（4）用手握住DHT11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图结果。感谢观看THANKYOUPleasereplacetext,clickaddrelevantheadline,modifythetextcontent,alsocancopyyourcontenttothisdirectly.Pleasereplacetext,clickaddrelevantheadline,modifythetextcontent,alsocanco