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主题	内容	教学目的/扩展视频
DHT11芯片	电路连接，手册分析。驱动程序，读出数据。	能读出温湿度值即可。

师从洋桃电子，杜洋老师

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▲ 回顾上期🔍DHT11数字温湿度传感器驱动开发全解析（上） | 零基础入门STM32第八十六步

▲ 回顾上期🔍DHT11数字温湿度传感器驱动开发全解析（中） | 零基础入门STM32第八十七步

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一、硬件接口与通信原理

1.1 硬件连接拓扑

引脚	连接目标	说明
VDD	3.3V电源	供电范围3-5.5V DC
DATA	PA15	单总线双向通信引脚
GND	系统GND	电源参考地

1.2 单总线通信时序

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二、驱动代码深度解析（dht11.c）

2.1 GPIO模式切换

// 设置为推挽输出模式
void DHT11_IO_OUT(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_IO;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // 推挽输出GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 高速模式GPIO_Init(DHT11PORT, &GPIO_InitStruct);
}// 设置为上拉输入模式
void DHT11_IO_IN(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT11_IO;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;     // 上拉输入GPIO_Init(DHT11PORT, &GPIO_InitStruct);
}

设计要点：

• 输出模式用于主机控制总线电平
• 输入模式配合上拉电阻保证总线稳定
• 50MHz速度满足单总线时序要求

2.2 起始信号生成

void DHT11_RST(void) {DHT11_IO_OUT();                 // 切换输出模式GPIO_ResetBits(DHT11PORT, DHT11_IO); // 拉低总线delay_ms(20);                   // 保持低电平20ms（手册要求≥18ms）GPIO_SetBits(DHT11PORT, DHT11_IO);   // 释放总线delay_us(30);                   // 等待20-40us
}

时序控制：

• 20ms低电平：确保满足最小18ms要求
• 30us高电平：预留足够响应时间

2.3 单bit数据读取

u8 Dht11_ReadBit(void) {u8 retry = 0;// 等待50us低电平起始信号while(GPIO_ReadInputDataBit(DHT11PORT,DHT11_IO) && retry<100) {retry++;delay_us(1);}retry = 0;// 等待高电平到来while(!GPIO_ReadInputDataBit(DHT11PORT,DHT11_IO) && retry<100) {retry++;delay_us(1);}delay_us(40); // 关键采样点return GPIO_ReadInputDataBit(DHT11PORT,DHT11_IO) ? 1 : 0;
}

解码原理：

• 26-28μs高电平：数据0
• 70μs高电平：数据1
• 40μs延迟采样：准确区分高低电平

2.4 单字节数据读取

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;
}

位操作逻辑：

1. 左移操作保留高位
2. 按位或操作累积数据位
3. 循环8次组成完整字节

2.5 完整数据读取流程

u8 DHT11_ReadData(u8 *h) {u8 buf[5];DHT11_RST(); // 发送起始信号if(Dht11_Check() == 0) {        // 检测传感器响应for(int i=0; i<5; i++) {    // 读取5字节数据buf[i] = Dht11_ReadByte();}// 校验和验证if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3]) == buf[4]) {h[0] = buf[0]; // 湿度整数部分h[1] = buf[2]; // 温度整数部分return 0;      // 成功标志}}return 1; // 失败标志
}

数据格式解析：

字节	数据内容	数值范围
0	湿度整数	20-90%RH
1	湿度小数	固定为0
2	温度整数	0-50℃
3	温度小数	固定为0
4	校验和	前四字节和

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三、关键优化策略

3.1 时序精度提升

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

3.2 错误重试机制

u8 DHT11_ReadData(u8 *h) {u8 retry = 3;while(retry--) {// ...读取逻辑...if(校验成功) return 0;delay_ms(100); // 重试间隔}return 1;
}

3.3 数据滤波处理

#define FILTER_SIZE 5
u8 filter_buf[FILTER_SIZE][2];void DHT11_Filter(u8 *h) {static u8 index = 0;// 存储当前值filter_buf[index][0] = h[0];filter_buf[index][1] = h[1];index = (index+1) % FILTER_SIZE;// 排序取中值// ...实现排序算法...
}

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四、典型应用场景

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五、开发注意事项

1. 电源稳定性：建议并联100nF陶瓷电容
2. 信号线长度：超过20米需增加屏蔽措施
3. 采样间隔：严格≥1秒（手册要求）
4. 环境适应：
   • 避免冷凝环境
   • 远离发热元件
   • 防止化学污染

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六、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] DHT11说明书（中文）
[5] DHT11温湿度显示程序

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📌 下期预告：下一期将探讨加速度传感器，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-03-30）