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1、 Esp8266之 搭建开发环境,开始一个“hellow world”串口打印。
6 、Esp8266之 了解 SmartConfig与Airkiss一键配网,给8266配网上云端。无需把wifi名字密码写在固件里。
9、 Esp8266进阶之路第一篇: [小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器,局域网点亮一盏LED灯。
10、 Esp8266进阶之路第二篇: [小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器,局域网点亮一盏LED灯。
11、 Esp8266进阶之路第三篇: 8266接入阿里智能,点亮一盏LED灯,期待天猫精灵语音控制的不约而至!
12、 Esp8266进阶之路第四篇: 图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器,实现移动网络远程控制一盏LED。
13、 Esp8266进阶之路第五篇: 动手做个8266毕设小案例,smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。
14、 Esp8266进阶之路第六篇: esp8266的 FreeRtos系统学习的正确姿势 —— 环境搭建、烧录。
15、 Esp8266进阶之路第七篇: esp8266的 物联网又一股清流,8266接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务,点亮一盏LED灯。
16、 Esp8266进阶之路第八篇: esp8266的 基于Nonos移植红外线H1838,实现红外遥控器配网,远程控制一盏灯。
17、 Esp8266进阶之路第九篇: esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ,无需按键触发则8266进去一键配网模式。
18、 Esp8266进阶之路第十篇: esp8266 基于NONOS 实现 OTA 远程升级,实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。
19、 Esp8266进阶之路第十一篇【外设篇】: esp8266驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器,采集温湿度传感器到服务器。
一、前言;
话说在群看到蛮多人不知道8266有很多强大的地方,比如独立驱动传感器比如
DS18B20
,强大之处,无所不在的,可以省去我们很多其他资源,比如现在很多人都是通过89C52来串口通讯8266的 AT 指令来操作上报温湿度传感器,这样的想法有点看小了 8266 ,8266可以单独采集温湿度传感器进而上传到服务器哦!
驱动经典的温度传感器
DS18B20
,串口打印出温度;驱动经典的温湿度传感器
DHT11
,串口打印出温度和湿度;
二、效果图和设备连线;
ds8b20
和dht11
采集的温度误差一度,原因在于ds18b20
的采集精度12Bit
比dht11
的8Bit
高!
- 本博文的实物接线图;
三、DHT11的时序解读;
设备的信息,我相信网上很多大神都讲述的非常清楚,我这里都不再过多详细说了;
- 产品测量范围:湿度:20-90%RH; 温度: 0-50℃ ;
- 测量精度:8Bit;
- 通讯协议:单向双线通讯,DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零;
通讯的过程,我相信网上很多大神都讲述的非常清楚,同样的,我这里都不再过多详细说了;
- ①:8266拉低总线,下降沿触发
dht11
,低电平持续至少18ms
, 再拉高电平,等待dht11
是否有回复拉低电平; - ②:此刻
dht11
会拉低电平响应信号,持续80us
,表示正确开始通讯,此刻开始拉高电平持续80us
, 准备传送数据! - ③:此刻传来的数据是
0
或者1
,注意0
的高电平持续时间为26us~28us
,而1
的高电平持续时间为80us
(这个各有说法,总的来说是80us) , 这个是不是和红外线的通讯很相似啊? - ④: 通讯完毕之后,需要8266主动拉高电平,因为
dht11
只有MCU主动请求,才会读取温湿度,如果不主动拉高,否则一直在读取温湿度!
通讯流程总图:
当发出数据
0
的时序图:
当发出数据
1
的时序图:
四 、DHT11的代码解读;
- 初始化端脚
GPIO5
:
//注意修改此端脚。需要修改对应的GPIO寄存器
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U, FUNC_GPIO5);
- 读数据之前的时序:
//禁止端口中断操作
ets_intr_lock();
// 设置连接DHT11的引脚输出为高,持续20毫秒
GPIO_OUTPUT_SET(DHT_PIN, 1);
delay_ms(20);
// 设置连接DHT11的引脚输出为低,持续20毫秒
GPIO_OUTPUT_SET(DHT_PIN, 0);
delay_ms(20);
// 设置连接DHT11的引脚设置为输入,并延时40微秒,准备读写
GPIO_DIS_OUTPUT(DHT_PIN);
os_delay_us(40);
// 限时等待连接DHT11的引脚输入状态变成0,即等待获取DHT响应,如长时间未变为0则转为读取失败状态
while (GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN) == 1 && i < DHT_MAXCOUNT) {
if (i >= DHT_MAXCOUNT) {
goto fail;
}
i++;
}
- 核心代码:
// 通过循环读取DHT返回的40位0、1数据
for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++) {
// 每次循环计数归零
counter = 0;
//如果输入引脚状态没有改变,则计数加1并延时1微妙,如果计数超过1000,也就是说同一输入状态持续1000微妙以上,或者输入状态改变,则结束while循环
while (GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN) == laststate) {
counter++;
os_delay_us(1);
if (counter == 1000)
break;
}
//记录最新的输入状态
laststate = GPIO_INPUT_GET(DHT_PIN);
//如果计数超过1000,结束for循环
if (counter == 1000)
break;
// 根据读取时序,DHT相应开始后,第三次脉冲跳变后的高电平时间长短则为0或者1的值,尔后每次先一个50微妙的开始发送数据信号后为具体数据,据此规律进行脉冲读取
//如果为代表0、1数据的脉冲,则读取值,少于模块定义的时长为0,大于为1,通过位操作将收到的5组8位数据分别存入data0至4中,分别代表湿度整数、湿度小数、温度整数、温度小数及校验和的值
if ((i > 3) && (i % 2 == 0)) {
//默认为0,则左移动一位,最低一位补0
data[bits_in / 8] <<= 1;
//如果大于32us,则数据为1,和1相与,最低位为1
if (counter > BREAKTIME) {
data[bits_in / 8] |= 1;
}
bits_in++;
}
}
注意事项:
此时序将收到
DHT11
的 5组8位数据,也就是int byte[4]
, 提示1Byte=8bit
, 分别是 湿度整数、湿度小数、温度整数、温度小数及校验和的值。收到5组8位数据后,则计算校验和为:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位;
//根据data前4位计算校验和,保留低八位
int checksum = (data[0] + data[1] + data[2] + data[3]) & 0xFF;
//如果计算得到的校验和与读取到的不一致,则表示读取失败
if (data[4] != checksum) {
goto fail;
}
五 、DS18B20的代码解读;
第一次接触
ds18b20
是在大二2015年时候,老师说个什么ds
, 印象不深刻,记得就是一个传感器,想着应该是很复杂吧。现在再来复习一遍,温故而知新!ds18b20
的操作比上面的dht11
逻辑稍微复杂些,其实我觉得也差不多;- 大家可参考此视频讲解:点我观看
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20Init
* 函数功能 : 初始化
* 输 入 : 无
* 输 出 : 初始化成功返回1,失败返回0
*******************************************************************************/
uint8 Ds18b20Init() {
int i;
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTMS_U, FUNC_GPIO14);
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //将总线拉低480us~960us
os_delay_us(642); //延时642us
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后拉高总线,如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
while (GPIO_INPUT_GET(DSPORT)) //等待DS18B20拉低总线
{
Delay1ms(1);
i++;
if (i > 5) //等待>5MS
{
return 0; //初始化失败
}
}
return 1; //初始化成功
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20WriteByte
* 函数功能 : 向18B20写入一个字节
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20WriteByte(uint8 dat) {
int i, j;
for (j = 0; j < 8; j++) {
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //每写入一位数据之前先把总线拉低1us
i++;
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, dat & 0x01); //然后写入一个数据,从最低位开始
os_delay_us(70); //延时68us,持续时间最少60us
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后释放总线,至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
dat >>= 1;
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ReadByte
* 函数功能 : 读取一个字节
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
uint8 Ds18b20ReadByte() {
uint8 byte, bi;
int i, j;
for (j = 8; j > 0; j--) {
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 0); //先将总线拉低1us
i++;
GPIO_OUTPUT_SET(DSPORT, 1); //然后释放总线
i++;
i++; //延时6us等待数据稳定
bi = GPIO_INPUT_GET(DSPORT); //读取数据,从最低位开始读取
/*将byte左移一位,然后与上右移7位后的bi,注意移动之后移掉那位补0。*/
byte = (byte >> 1) | (bi << 7);
os_delay_us(48); //读取完之后等待48us再接着读取下一个数
}
return byte;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ChangTemp
* 函数功能 : 让18b20开始转换温度
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20ChangTemp() {
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0x44); //温度转换命令
// Delay1ms(100); //等待转换成功,而如果你是一直刷着的话,就不用这个延时了
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ReadTempCom
* 函数功能 : 发送读取温度命令
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void Ds18b20ReadTempCom() {
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : Ds18b20ReadTemp
* 函数功能 : 读取温度
* 输 入 : com
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
int Ds18b20ReadTemp() {
int temp = 0;
uint8 tmh, tml;
Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令
Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令
tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位,先读低字节
tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节
temp = tmh;
temp <<= 8;
temp |= tml;
return temp;
}
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