树莓派的GPIO - DHT11温湿度传感器

本来想找个I2C接口的温度传感器(比如MAX1668)玩玩，结果要么发现价格有点小贵，要么是蜘蛛脚，不好做实验。最后，采用了Arduiro DHT11电子积木，十分简单方便。电路原理图如下所示，

    

为了和Adafruit的例子保持一致，采用了同样的电路图接法。

引脚1接在3.3V电源上，引脚3悬空，引脚4接地。

引脚2接在面包板的P7 (也就是树莓派的PIN #7，BCM的GPIO #4)。注意，这里需要一个大小5.1K的上拉电阻。

   

好了，下面是我的面包板实验图，第一次居然忘了插数据线，所以没有读出数据，第二次插上数据线就一切正常了。

但是，我发现读到的数据错误率很高，不知道是电阻的问题还是程序的“延时不精确”导致的。

如果用定时器来实现延时，应该会比较好，以后再整吧！

$ sudo ./dht11
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 41 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %
Temp = 18 *C, Hum = 40 %

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
#include <bcm2835.h>

#define DHT11_DATA RPI_V2_GPIO_P1_07   // RPi Pin #7

int readDHT(int pin, unsigned int *data)
{
    int i = 0, j = 0;
    int counter = 0;
    int laststate = HIGH;

    // Set GPIO pin to output
    bcm2835_gpio_fsel(pin, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);

    bcm2835_gpio_write(pin, HIGH);
    usleep(500000); // 500ms
    bcm2835_gpio_write(pin, LOW);
    usleep(20000);  // 20ms

    // Set GPIO pin to input
    bcm2835_gpio_fsel(pin, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);

    // wait for pin to drop?
    while (bcm2835_gpio_lev(pin) == 1) {
        usleep(1);
    }

    // reading data
    for (i = 0; i < 100; i++) {
        counter = 0;
        while (bcm2835_gpio_lev(pin) == laststate) {
            counter++;
            if (counter == 1000)
                break;
        }
        if (counter == 1000) break;
        laststate = bcm2835_gpio_lev(pin);

        // shove each bit into the storage bytes
        if ((i > 3) && (i % 2 == 0)) {
            data[j / 8] <<= 1;
            if (counter > 200)
                data[j / 8] |= 1;
            j++;
        }
    }

    /*printf("DHT11 Data (%d bits): 0x%x 0x%x 0x%x 0x%x 0x%x\n",
            j, data[0], data[1], data[2], data[3], data[4]);*/
    if (data[4] == ((data[0] + data[1] + data[2] + data[3]) & 0xFF)) {
        printf("Temp = %d *C, Hum = %d \%\n", data[2], data[0]);
        return 1;
    }

    return 0;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    uint8_t counter = 0;
    uint32_t data[100];

	if (!bcm2835_init())  
		return 1;  

	while (counter < 10) {
        memset(data, 0, 100 * sizeof(uint32_t));
        if (readDHT(DHT11_DATA, data))
            counter++;
	}

	bcm2835_close();  
	return 0;  
}

最后，玩个增强版，用检测的温度来控制LED。我把电脑的出风口放在传感器旁边，明显看到温度上升，嘿嘿！

上图配修改后的程序，完美收官！

int main(int argc, char **argv)
{
    uint8_t counter = 0;
    uint32_t data[100];

	if (!bcm2835_init())  
		return 1;  

	// Set the pin to be an output
	bcm2835_gpio_fsel(LED, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);  

	while (counter < 10) {
        memset(data, 0, 100 * sizeof(uint32_t));
        if (readDHT(DHT11_DATA, data)) {
            counter++;

            if (data[2] != 18) {
                bcm2835_gpio_write(LED, HIGH);
            } else {
                bcm2835_gpio_write(LED, LOW);
            }
        }

	    bcm2835_delay(1000);
	}

	bcm2835_close();  
	return 0;  
}

参考资料

1. DHT Humidity Sensing on Raspberry Pi or Beaglebone Black with GDocs Logging

2. 树莓派动手实验-2.温湿度传感器DHT11实验