树莓派使用DHT11温湿度传感器（C语言程序）

时间：2022-01-08 04:41:04

pi4j是基于wiringpi开发的通过java来控制树莓派GPIO口的库文件。在java程序中引入相关类就可以使用已经封装好的方法控制树莓派GPIO口。

pi4j官网：http://pi4j.com/

pi4j下载：http://pi4j.com/download.html

pi4j安装：http://pi4j.com/install.html

pi4j文档：http://pi4j.com/apidocs/index.html

编译和运行：

使用了pi4j后，编译.java文件和运行.class文件时，需要使用root权限。例如：

编译：

1 sudo javac -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' YourJavaFile.java

运行：

1 sudo java -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' YourClassFile.class

如果使用sudo编译和运行时提示找不到javac和java，这是由于root用户没有加载环境变量，所以找不到java的执行命令。可以使用如下命令切换到带有环境变量的root用户后，再执行编译和运行：

1 sudo su - root

 

二、硬件连接

由于本人较懒，而且目前是新手状态使用ubuntu，不知道用什么软件来做图，所以用文字简单描述一下硬件的连接。

DHT11引脚有格子空的为正面，引脚朝下，从左数4个引脚分别为

DHT11引脚名称 DHT11引脚功能 连接到树莓派的GPIO
1.VCC 正极，连接3.3V或5V 物理接口1，即3.3V
2.DATA 数据输入输出 物理接口7，即GPIO 7
3.NC 悬空（就是不连任何地方） 不连
4.GND 负极 物理接口 6，即GND

此外按照DHT11数据手册要求，我在DATA和VCC之间连接了一个4.7K欧姆的电阻，起到上拉作用。

 

三、软件编写

使用wiringpi编写C程序：

如下程序借鉴了网上一老外的程序，忘了原帖地址在哪。

01 #include <wiringPi.h>
02 #include <stdio.h>
03 #include <stdlib.h>
04 #include <stdint.h>
05 #define MAX_TIME 85
06 #define DHT11PIN 7
07 #define ATTEMPTS 5                 //retry 5 times when no response
08 int dht11_val[5]={0,0,0,0,0};
09   
10 int dht11_read_val(){
11     uint8_t lststate=HIGH;         //last state
12     uint8_t counter=0;
13     uint8_t j=0,i;
14     for(i=0;i<5;i++)
15         dht11_val[i]=0;
16          
17     //host send start signal    
18     pinMode(DHT11PIN,OUTPUT);      //set pin to output 
19     digitalWrite(DHT11PIN,LOW);    //set to low at least 18ms 
20     delay(18);
21     digitalWrite(DHT11PIN,HIGH);   //set to high 20-40us
22     delayMicroseconds(40);
23      
24     //start recieve dht response
25     pinMode(DHT11PIN,INPUT);       //set pin to input
26     for(i=0;i<MAX_TIME;i++)         
27     {
28         counter=0;
29         while(digitalRead(DHT11PIN)==lststate){     //read pin state to see if dht responsed. if dht always high for 255 + 1 times, break this while circle
30             counter++;
31             delayMicroseconds(1);
32             if(counter==255)
33                 break;
34         }
35         lststate=digitalRead(DHT11PIN);             //read current state and store as last state. 
36         if(counter==255)                            //if dht always high for 255 + 1 times, break this for circle
37             break;
38         // top 3 transistions are ignored, maybe aim to wait for dht finish response signal
39         if((i>=4)&&(i%2==0)){
40             dht11_val[j/8]<<=1;                     //write 1 bit to 0 by moving left (auto add 0)
41             if(counter>16)                          //long mean 1
42                 dht11_val[j/8]|=1;                  //write 1 bit to 1 
43             j++;
44         }
45     }
46     // verify checksum and print the verified data
47     if((j>=40)&&(dht11_val[4]==((dht11_val[0]+dht11_val[1]+dht11_val[2]+dht11_val[3])& 0xFF))){
48         printf("RH:%d,TEMP:%d\n",dht11_val[0],dht11_val[2]);
49         return 1;
50     }
51     else
52         return 0;
53 }
54   
55 int main(void){
56     int attempts=ATTEMPTS;
57     if(wiringPiSetup()==-1)
58         exit(1);
59     while(attempts){                        //you have 5 times to retry
60         int success = dht11_read_val();     //get result including printing out
61         if (success) {                      //if get result, quit program; if not, retry 5 times then quit
62             break;
63         }
64         attempts--;
65         delay(2500);
66     }
67     return 0;
68 }
上述程序保存为.c文件后编译成可执行文件，运行后会在屏幕打印温度和湿度。 

 

程序中的数据接收处理部分细节如下：

1         if((i>=4)&&(i%2==0)){         //前3次分别是：1低电平，2高电平（即响应信号），3低电平（即数据第一个低电平）
2                                       //i%2==0 是因为每次都是循环读取低电平和高电平，每次要循环2次才读出一个bit处理
3             dht11_val[j/8]<<=1;       //读到后，j/8可以限制一个数的8个位，左移1位自动补0，相当于读出0
4             if(counter>16)            //counter计数如果超过16，则高电平长，应读1.
5                 dht11_val[j/8]|=1;    //故再将上面数与1位或，使最后一位变成1 
6             j++;                      //j++8个换成下一个数据
7         }
1 if((j>=40)&&(dht11_val[4]==((dht11_val[0]+dht11_val[1]+dht11_val[2]+dht11_val[3])& 0xFF))){
2  
3 //这其中(dht11_val[0]+dht11_val[1]+dht11_val[2]+dht11_val[3])& 0xFF)是将5个数相加，和1与。
4 //目的是防止读出数据都为0，和为0，0和1与后得0，所以if判断条件不成立，返回读取失败码。
5 //如果读出数据是不为0的正常数据，和1与后还得原数。

 

 

使用pi4j编写java程序：

在使用pi4j编写DHT11要求的时序时，始终收不到DHT11回应信号，个人感觉是java达不到DHT11要求的微秒级时序，所以java程序没有成功。如果有哪位大神成功用java写出DHT11程序，希望能赐教一下。

转自：http://my.oschina.net/fantasymaker/blog/275381

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