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STM32的DH11温湿度模块和LED灯的综合实训

news 2025/11/1 11:05:22

直接附上代码，里面有详细的解释

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_timer.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#include <stdlib.h>
#include <time.h>// DHT11温湿度传感器读取相关定义
#define DHT11_OK 0
#define DHT11_ERROR -1// 温湿度数据结构
typedef struct {int temperature;int humidity;
} dht11_data_t;// 硬件引脚定义
#define DHT_PIN GPIO_NUM_4      // DHT11数据引脚
#define LED1_PIN GPIO_NUM_1     // LED1引脚
#define LED2_PIN GPIO_NUM_2     // LED2引脚
#define LED3_PIN GPIO_NUM_6     // LED3引脚（顺序：1/2/6/5）
#define LED4_PIN GPIO_NUM_5     // LED4引脚（顺序：1/2/6/5）static const char *TAG = "LEDControlSystem";// LED控制模式枚举
typedef enum {LED_MODE_FLOW = 0,        // 流水灯模式（25度以下）LED_MODE_BLINK,           // 同时闪烁模式（25-27度）LED_MODE_RANDOM,          // 随机亮着模式（27-29度）LED_MODE_FAST_BLINK       // 快速闪烁模式（29度以上）
} led_control_mode_t;// 温度阈值定义
#define TEMP_THRESHOLD_25 26  // 25度阈值
#define TEMP_THRESHOLD_27 28  // 27度阈值  
#define TEMP_THRESHOLD_29 30  // 29度阈值// 当前控制模式
static led_control_mode_t current_mode = LED_MODE_FLOW;// LED初始化函数
static void init_leds(void) {gpio_config_t io_conf = {};// 禁用中断io_conf.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE;// 设置为输出模式io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;// 设置引脚掩码（包含4个LED）io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << LED1_PIN) | (1ULL << LED2_PIN) | (1ULL << LED3_PIN) | (1ULL << LED4_PIN);// 禁用下拉io_conf.pull_down_en = 0;// 禁用上拉io_conf.pull_up_en = 0;// 配置GPIOgpio_config(&io_conf);// 初始状态：所有LED熄灭gpio_set_level(LED1_PIN, 0);gpio_set_level(LED2_PIN, 0);gpio_set_level(LED3_PIN, 0);gpio_set_level(LED4_PIN, 0);ESP_LOGI(TAG, "4个LED初始化完成，引脚：GPIO%d, GPIO%d, GPIO%d, GPIO%d", LED1_PIN, LED2_PIN, LED3_PIN, LED4_PIN);
}// LED控制函数 - 实现三种模式
static void control_leds(led_control_mode_t mode) {static int flow_index = 0;  // 流水灯索引static int blink_state = 0; // 闪烁状态switch (mode) {case LED_MODE_FLOW:// 流水灯模式：LED依次点亮gpio_set_level(LED1_PIN, (flow_index == 0) ? 1 : 0);gpio_set_level(LED2_PIN, (flow_index == 1) ? 1 : 0);gpio_set_level(LED3_PIN, (flow_index == 2) ? 1 : 0);gpio_set_level(LED4_PIN, (flow_index == 3) ? 1 : 0);flow_index = (flow_index + 1) % 4;  // 循环索引vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(300));     // 300ms延时break;case LED_MODE_BLINK:// 同时闪烁模式：所有LED同时闪烁gpio_set_level(LED1_PIN, blink_state);gpio_set_level(LED2_PIN, blink_state);gpio_set_level(LED3_PIN, blink_state);gpio_set_level(LED4_PIN, blink_state);blink_state = !blink_state;         // 切换状态vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));     // 500ms延时break;case LED_MODE_RANDOM:// 随机亮着模式：随机点亮LEDgpio_set_level(LED1_PIN, rand() % 2);gpio_set_level(LED2_PIN, rand() % 2);gpio_set_level(LED3_PIN, rand() % 2);gpio_set_level(LED4_PIN, rand() % 2);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(400));     // 400ms延时break;case LED_MODE_FAST_BLINK:// 快速闪烁模式：所有LED快速闪烁gpio_set_level(LED1_PIN, blink_state);gpio_set_level(LED2_PIN, blink_state);gpio_set_level(LED3_PIN, blink_state);gpio_set_level(LED4_PIN, blink_state);blink_state = !blink_state;         // 切换状态vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));     // 100ms延时（快速闪烁）break;}
}// DHT11温湿度传感器读取函数
static int read_dht11(dht11_data_t *data) {uint8_t bits[5] = {0};uint8_t cnt = 7;uint8_t idx = 0;// 主机发送开始信号gpio_set_direction(DHT_PIN, GPIO_MODE_OUTPUT);gpio_set_level(DHT_PIN, 0);esp_rom_delay_us(18000);  // 至少18ms低电平gpio_set_level(DHT_PIN, 1);esp_rom_delay_us(40);     // 20-40us高电平// 切换到输入模式等待DHT11响应gpio_set_direction(DHT_PIN, GPIO_MODE_INPUT);// 等待DHT11响应信号while (gpio_get_level(DHT_PIN) == 1) {esp_rom_delay_us(1);}while (gpio_get_level(DHT_PIN) == 0) {esp_rom_delay_us(1);}while (gpio_get_level(DHT_PIN) == 1) {esp_rom_delay_us(1);}// 读取40位数据for (int i = 0; i < 40; i++) {while (gpio_get_level(DHT_PIN) == 0) {esp_rom_delay_us(1);}uint32_t time = 0;while (gpio_get_level(DHT_PIN) == 1) {esp_rom_delay_us(1);time++;if (time > 100) break;}if (time > 28) {  // 高电平时间大于28us表示数据位1bits[idx] |= (1 << cnt);}if (cnt == 0) {cnt = 7;idx++;} else {cnt--;}}// 校验数据uint8_t sum = bits[0] + bits[1] + bits[2] + bits[3];if (sum != bits[4]) {return DHT11_ERROR;}data->humidity = bits[0];data->temperature = bits[2];return DHT11_OK;
}// 根据温度切换LED模式
static void switch_mode_by_temperature(int temperature) {led_control_mode_t new_mode;// 根据温度阈值选择模式if (temperature < TEMP_THRESHOLD_25) {new_mode = LED_MODE_FLOW;        // 25度以下：流水灯} else if (temperature < TEMP_THRESHOLD_27) {new_mode = LED_MODE_BLINK;       // 25-27度：同时闪烁} else if (temperature < TEMP_THRESHOLD_29) {new_mode = LED_MODE_RANDOM;      // 27-29度：随机亮} else {new_mode = LED_MODE_FAST_BLINK;  // 29度以上：快速闪烁}// 如果模式发生变化，则更新并显示信息if (new_mode != current_mode) {current_mode = new_mode;// 显示当前模式信息switch (current_mode) {case LED_MODE_FLOW:ESP_LOGI(TAG, "🌡️ 温度 %d°C → 🎯 流水灯模式", temperature);break;case LED_MODE_BLINK:ESP_LOGI(TAG, "🌡️ 温度 %d°C → ✨ 同时闪烁模式", temperature);break;case LED_MODE_RANDOM:ESP_LOGI(TAG, "🌡️ 温度 %d°C → 🎲 随机亮着模式", temperature);break;case LED_MODE_FAST_BLINK:ESP_LOGI(TAG, "🌡️ 温度 %d°C → ⚡ 快速闪烁模式", temperature);break;}}
}void app_main(void) {ESP_LOGI(TAG, "四路LED温度控制系统启动");ESP_LOGI(TAG, "LED引脚：GPIO%d, GPIO%d, GPIO%d, GPIO%d", LED1_PIN, LED2_PIN, LED3_PIN, LED4_PIN);ESP_LOGI(TAG, "DHT11引脚：GPIO%d", DHT_PIN);ESP_LOGI(TAG, "温度控制模式：");ESP_LOGI(TAG, "  <25°C: 🎯 流水灯模式");ESP_LOGI(TAG, "25-27°C: ✨ 同时闪烁模式");ESP_LOGI(TAG, "27-29°C: 🎲 随机亮着模式");ESP_LOGI(TAG, " >29°C: ⚡ 快速闪烁模式");// 初始化随机数种子srand((unsigned int)esp_timer_get_time());// 初始化LEDinit_leds();// 温湿度读取和显示控制变量static int temp_humid_counter = 0;static int last_temperature = -1;  // 上次温度值，初始为-1表示未读取static int last_humidity = -1;     // 上次湿度值while (1) {// 每半秒（5次循环）读取一次温湿度if (temp_humid_counter >= 5) {  // 5次循环约0.5秒dht11_data_t data;if (read_dht11(&data) == DHT11_OK) {// 只有当温度或湿度发生变化时才更新显示if (data.temperature != last_temperature || data.humidity != last_humidity) {ESP_LOGI(TAG, "🌡️ 温度: %d°C, 💧 湿度: %d%%", data.temperature, data.humidity);// 更新上次值last_temperature = data.temperature;last_humidity = data.humidity;}// 根据温度切换LED模式switch_mode_by_temperature(data.temperature);} else {ESP_LOGW(TAG, "❌ DHT11读取失败");}temp_humid_counter = 0;}temp_humid_counter++;// 控制LED显示当前模式control_leds(current_mode);}
}