1. 简介 32. 硬件设计 42.1. DHT11手册中的典型电路 42.2. 龙芯1B开发板电路分析 52.3. 实物图 73. 软件设计 83.1. DHT11通信协议分析 83.2. 主要思路 93.3. 关键函数赏析 104. 运行结果 124.1. 采用中断方式读DHT11 124.1.1. 采集温湿度成功 124.1.2. 采集温湿度失败之校验不过 144.1.3. 采集温湿度失败之不符合协议 164.1.4. 成功失败次数统计分析 174.1.5. 加载模块后第一次采集失败 194.2. 采用udelay延时方式读DHT11 215. 经验 245.1. 读GPIO引脚 245.2. 与DHT11通信过程中不要执行printk等耗时操作 246. 源码清单 246.1. 驱动源码 246.1.1. ls1b_dht11_driver.c 246.1.2. Makefile 416.2. 测试程序源码 426.2.1. ls1b_dht11_app.c 427. 参考文档 43版本更新日期更新内容V1.02014.4.9创建V1.12014.4.28增加了详细的软硬件说明1. 简介这里使用的DHT11为入门级的温湿度传感器,如果需要精度更高一点的可以选择AM2302、AM2303等,也是单总线的实现方式相似。
也有I2C接口的,比如AM2321首先,到广州奥松电子官方网站下载传感器手册和相关示例代码等下载手册的地方为“产品展示”->“数字输出型”然后选择dht11,就进入如下界面,单击“产品手册”旁边的“点击下载”按钮,进行下载还可以在“下载中心”下载应用例程,如下2. 硬件设计2.1. DHT11手册中的典型电路DHT11的手册中已经给出了典型电路图,如下所示图中说了:信号线小于20米时需要加5.1K上拉电阻;可以采用5V或者3.3V供电2.2. 龙芯1B开发板电路分析从DHT11手册中可以知道:只需要电源、地、一个信号线和一个5.1K上拉电阻就可以与龙芯1B开发板通信龙芯1B开发板把3.3V、5V和GND都引出来了具体如下信号引脚从开发板上4个LED灯中选一个其中LED7即CAN1_RX被蜂鸣器占用,这里选择LED8所在引脚,即CAN1_TX,对应龙芯1B的GPIO412.3. 实物图我这里采用的是3.3V供电,同时也使用了一个5.1K的上拉电阻3. 软件设计3.1. DHT11通信协议分析其实DHT11手册中讲得很清楚,这里简单提一下要点。
整个通信过程如下图首先是主机(龙芯1B开发板)发送开始信号,然后就一直读,直到读完所有数据开始信号为至少18ms的低电平和20到40us的高电平组成,如下图所示同时DHT11也回应一个起始信号,然后就是40bit的数据每bit数据都是以50us的低电平开始,然后根据后面高电平的持续时间来判断为0还是1如下图所示3.2. 主要思路通过对DHT11单总线协议分析,决定先将DHT11发送的40bit数据的高低电平持续时间计算出来,然后再根据DHT11手册中的说明,将高低电平持续时间转换为二进制的0和1,最后得到温湿度值计算DHT11发出的高低电平持续时间的方法有两种:l 通过不断读取GPIO引脚的值,发现发生改变,则记录当前系统时间l 通过中断方式,当发生中断时记录当前的系统时间后来发现通过不断读GPIO引脚值得过程中,有几次电平变化都没有被识别到,很明显是驱动有被“暂停”了,即被schedule了因为DHT11发送的40bit数据约4ms,相对linux来说太长了,不允许一直被占用。
所以最后选用中断方式3.3. 关键函数赏析首先通过函数ls1b_dht11_gpio_output_level()发送开始信号,然后马上把GPIO引脚设为输入并使能中断,然后在中断发生时记录当前系统时间,同时启动(或重启)定时器用于判断是否通信完成如果超过指定时间没有发生中断,则表明通信完成,这时将记录下来的每个中断的发生时刻,转变为相邻两个中断的间隔时间,然后根据DHT11手册将间隔时间转换为对应的二进制0和1,最后得到温湿度值发生起始信号的函数为ls1b_dht11_communication_start(),如下中断处理函数为ls1b_dht11_irq_handler(),如下中断下半部如下定时器超时处理函数如下驱动的read接口如下关键寒暑浏览完毕4. 运行结果4.1. 采用中断方式读DHT114.1.1. 采集温湿度成功Algorithmics/MIPS FPU Emulator v1.5#mount all.....#Starting mdev.....Processing /etc/profile.....Done![LOONSON@Loongson-gz:/]#echo 8 > /proc/sys/kernel/printk[LOONSON@Loongson-gz:/]#cd test/[LOONSON@Loongson-gz:/test]#lsls1b_dht11_app ls1b_dht11_driver.ko[LOONSON@Loongson-gz:/test]#insmod ls1b_dht11_driver.ko ls1b_dht11_init: ls1b_dht11 device installed with major 253[LOONSON@Loongson-gz:/test]#mknod /dev/dht11 c 253 0[LOONSON@Loongson-gz:/test]#./ls1b_dht11_app 首先打开调试开关“echo 8 > /proc/sys/kernel/printk”,然后插入模块“insmod ls1b_dht11_driver.ko”,根据打印的主设备号创建设备节点“mknod /dev/dht11 c 253 0”,最后运行应用程序“./ls1b_dht11_app”。
dht11 high and low level info begin--------timeval=625926197s,789833us interval= 0 binary=timeval=625926197s,790014us interval=181 binary=Etimeval=625926197s,790083us interval= 69 binary=0timeval=625926197s,790153us interval= 70 binary=0timeval=625926197s,790274us interval=121 binary=1timeval=625926197s,790353us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,790477us interval=124 binary=1timeval=625926197s,790600us interval=123 binary=1timeval=625926197s,790679us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,790755us interval= 76 binary=0timeval=625926197s,790835us interval= 80 binary=0timeval=625926197s,790911us interval= 76 binary=0timeval=625926197s,790988us interval= 77 binary=0timeval=625926197s,791065us interval= 77 binary=0timeval=625926197s,791143us interval= 78 binary=0timeval=625926197s,791222us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,791300us interval= 78 binary=0timeval=625926197s,791377us interval= 77 binary=0timeval=625926197s,791454us interval= 77 binary=0timeval=625926197s,791532us interval= 78 binary=0timeval=625926197s,791611us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,791733us interval=122 binary=1timeval=625926197s,791812us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,791935us interval=123 binary=1timeval=625926197s,792059us interval=124 binary=1timeval=625926197s,792185us interval=126 binary=1timeval=625926197s,792261us interval= 76 binary=0timeval=625926197s,792340us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,792416us interval= 76 binary=0timeval=625926197s,792495us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,792573us interval= 78 binary=0timeval=625926197s,792648us interval= 75 binary=0timeval=625926197s,792727us interval= 79 binary=0timeval=625926197s,792806us inte。