17. 高精度溫濕度傳感器實驗 · STM32 開發指南——面向IoT領域

>[success] **技術支持說明：** >**1**.一般以自主學習為主 > **2**.可到官方問答社區中提問：[**去提問**](https://bbs.csdn.net/forums/nb-iot) > **3**.工程師**會盡快**解答社區問題，但他們是一線開發，【**難以保證**】解答時效，解答辛苦，感謝理解！ STM32主板中內置了一個奧松 DHT20溫濕度傳感器，如圖所示。 ![](https://img.kancloud.cn/40/ca/40ca91744487159d79af83a451192c94_1084x1168.png =300x) 本節課將講解如何使用DHT20溫濕度傳感器來感知環境溫濕度，并且把數據在屏幕中顯示出來。許多傳感器的使用方法都是類似的，通過學習使用DHT20，相信讀者可以做到舉一反三，能夠使用更多種類的傳感器。 ## **DHT20 簡介** DHT20是奧松電子精心打造的一款溫濕度傳感器，是DHT11的全新升級版本。傳感器內配置一顆全新設計的專用芯片、經過改進的半導體電容式濕度傳感元件和一個溫度傳感元件。全面改良后，DHT20在降低功耗、降低成本的同時，在測量精度、測量范圍、響應時間、穩定性等方面的性能都有大幅提升，其主要技術參數如圖所示。 ![](https://img.kancloud.cn/51/1c/511ce64c1563d6a8e4481d32c2e78f36_1440x655.png =500x) ## **項目架構設計** 基于前述的SDK設計思想，筆者把使用溫濕度傳感器的代碼分為3個部分，分別是HAL的DHT20驅動程序、服務層的傳感器服務和任務層的傳感器任務，如圖所示。 ![](https://img.kancloud.cn/fb/54/fb5406453de55a909d010ec2b773377e_341x551.png =300x) ### 打開本節課配套的工程可以找到與這3個部分對應的文件，如圖所示。 ![](https://img.kancloud.cn/63/e3/63e301f8e2f44f44e80f88990a3cbb21_692x1758.png =200x) ### 其中的hal\_dht11.h/c是DHT20驅動程序，svc\_sensor.h/c是傳感器服務，task\_sensor.h/c是傳感器任務。 ## **DHT20驅動程序** hal\_dht20.h文件中有兩個重要的函數，代碼如下： ### ``` /** * @fn halDht20Init * * @brief 初始化函數，使用DHT20前必須先調用此函數 */ #define halDht20Init() AHT20_Init() /** * @fn halDht20GetData * * @brief 獲取DHT20的溫濕度數據 * * @return 溫濕度數據值 */ #define halDht20GetData() AHT20GetData() ``` halDht20GetData()函數的返回值是一個結構體，定義代碼如下： ``` /** @brief 用于表示DHT20溫濕度數據 */ typedef struct { unsigned char ok;//ok的值非0時溫濕度數據才有效 float temp;//溫度值 float humi;//濕度值 } AHT20Data_t; ``` ## **傳感器服務** 傳感器服務的作用是抽象各種傳感器驅動程序，為上層提供統一的接口。打開svc\_sensor.h文件，代碼如下： ``` #ifndef __SVC_SENSOR_H__ #define __SVC_SENSOR_H__ /** * 初始化溫濕度傳感器 */ void svcSensorInit(void); /** * 獲取溫度值 * @param value用于存放溫度值 * @return 0表示獲取成功，非0表示獲取失敗 */ int svcSensorGetTemp(float *value); /** * 獲取濕度值 * @param value用于存放濕度值 * @return 0表示獲取成功，非0表示獲取失敗 */ int svcSensorGetHumi(float *value); #endif /* __SVC_SENSOR_H__ */ ``` ### 打開svc\_sensor.c文件，代碼如下： ``` #include "svc_sensor.h" #include "hal_dht20.h" /** * 初始化溫濕度傳感器 */ void svcSensorInit() { } /** * 獲取溫度值 * @param value用于存放溫度值 * @return 0表示獲取成功，非0表示獲取失敗 */ int svcSensorGetTemp(float *value) { /* 調用DHT20驅動程序獲取數據 */ AHT20Data_t data = halDht20GetData(); if (!data.ok) return -1; *value = data.temp; return 0; } /** * 獲取濕度值 * @param value用于存放濕度值 * @return 0表示獲取成功，非0表示獲取失敗 */ int svcSensorGetHumi(float *value) { /* 調用DHT20驅動程序獲取數據 */ AHT20Data_t data = halDht20GetData(); if (!data.ok) return -1; *value = data.humi; return 0; } ``` ## **傳感器任務：task_sensor** 傳感器任務實現了每隔1.5秒獲取溫濕度，并在顯示屏上顯示。打開task\_sensor.c文件，代碼如下： ### ``` #include "task_sensor.h" #include "svc_plugins.h" #include "svc_sensor.h" #include "svc_task.h" #include "svc_log.h" #include <stdio.h> static void taskSensorRunner(uint8_t, void *); /* * 傳感器任務初始化 */ void taskSensorInit() { /* 啟動一個1.5秒的周期性任務 */ svcTaskAdd( 1500,//1.5秒 1,//重復執行 taskSensorRunner,//任務內容 0);//任務參數 } /* * 任務內容 */ void taskSensorRunner(uint8_t id, void *args) { char str[32]; float temp, humi; /* 獲取溫度，顯示在第三行 */ if (svcSensorGetTemp(&temp) == 0) { sprintf(str, "temp: %.1f C", temp); svcPluginsLcdWrite(0, 0, (uint8_t *)str, 0); } /* 獲取濕度，顯示在第四行 */ if (svcSensorGetHumi(&humi) == 0) { sprintf(str, "humi: %.1f %%", humi); svcPluginsLcdWrite(0, 0, 0, (uint8_t *)str); } } ``` ## **編寫Main函數** 打開main.c文件，代碼如下： ``` #include "main.h" #include "task_sensor.h" #include "task_input.h" #include "task_lcd.h" #include "task_uart.h" #include "task_led.h" #include "task_test.h" #include "svc_sensor.h" #include "svc_button.h" #include "svc_plugins.h" #include "svc_log.h" #include "svc_task.h" #include "hal_dht20.h" #include "hal_button.h" #include "hal_oled12864.h" #include "hal_led.h" #include "hal_uart.h" #include "hal_system.h" static void halInit(void); static void svcInit(void); static void taskInit(void); int main(void) { halInit();//HAL初始化 svcInit();//服務層初始化 taskInit();//任務層初始化 /* 每隔1毫秒查看有沒有任務需要執行*/ while (1) { halSystemDelayUs(1000);//延時1毫秒 svcTaskPoll(1);//查看有沒有任務需要執行 } } /* HAL初始化 */ void halInit() { halSystemInit();//系統初始化 halUartInit(115200);//串口初始化 halLedInit();//LED初始化 halOLED12864Init();//顯示器初始化 halButtonInit(0);//按鈕初始化 halDht20Init();//DHT20溫濕度傳感器初始化 } /* Services層初始化*/ void svcInit() { svcTaskInit();//任務管理服務初始化 svcLogInit();//日志服務初始化 svcPluginsInit();//插件服務初始化 svcButtonInit();//按鈕服務初始化 svcSensorInit();//傳感器服務初始化 } /* Tasks */ void taskInit() { taskTestInit();//測試任務初始化 taskLedInit();//LED任務初始化 taskLcdInit();//顯示器任務初始化 taskUartInit();//串口任務初始化 taskInputInit();//輸入任務初始化 taskSensorInit();//傳感器任務初始化 } ``` ## **代碼測試** * 把開發板的第1、2、3和4打到右邊，第5和6位打到左邊，如圖所示。 ![](https://img.kancloud.cn/58/9a/589a66f16f8ca111d36b54fac452805c_1076x1045.png =250x) ### * 編譯鏈接工程代碼，把生成的Hex文件燒錄到開發板中。 ### * 程序運行后，可以在屏幕上看到溫濕度，如圖所示。 ![](https://img.kancloud.cn/5a/06/5a06e7d2f75f85a0139ad57baa5714a9_476x677.png =300x) ## **商務合作** 如有以下需求，可掃碼添加管理員好友，注明“**商務合作**” * 項目定制開發，技術范圍：**NB-IoT**、**CATn（4G）**、**WiFi**、**ZigBee**、**BLE Mesh**以及**STM32**、**嵌入式Linux**等； * 入駐平臺，成為講師； * 接項目賺外快； * 善學坊官網：[www.sxf-iot.com](https://www.sxf-iot.com/) ![](https://img.kancloud.cn/b7/5a/b75ac8c3da945f20568771f5935c388f_430x430.png =150x) （非商務合作**勿擾**，此處**非**技術支持）