温湿度传感器（DHT11，单总线）

DHT11 是低成本温湿度模块，用单总线（One-Wire 风格）时序与 MCU 通信，常用于环境监测。本文为 STM32 驱动要点速查 + 洋桃1号实测档案（2026-09-19 OLED 中文显示改造）。

#一、元信息

#二、接线表

#三、通信时序要点

• 起始信号：主机拉低 DATA ≥ 18ms，再拉高 20~40µs，释放总线。
• 从机响应：DHT11 拉低 80µs（应答），再拉高 80µs，然后开始发数据。
• 数据位：每 bit 先拉低 50µs，再拉高——高电平 26~28µs = 0，70µs = 1。靠高电平持续时间判 0/1。
• 数据帧：40 bit = 湿度整数 8 + 湿度小数 8（恒为 0）+ 温度整数 8 + 温度小数 8（恒为 0）+ 校验和 8。校验 = 前 4 字节之和低 8 位。
• 读取周期建议 ≥ 1s（两次采样间隔），连续读取过快会不响应——官方例程里两处 delay_ms(1000)（初始化后 + 主循环）都不能删。
• 温度分辨率只有 1℃、精度 ±2℃：室温稳定时"读数一直不动"通常是正常的，拿到空调风口吹一会儿验证。

#四、实测改造记录（2026-09-19）

在官方 Demo（英文界面）基础上做三处改造，全部上机验证：

① 串口每秒打印：工程没有现成串口，main.c 补 USART1 配置（PA9 AF_PP / PA10 浮空输入，115200），主循环 sprintf(s,"RH=%d%% T=%dC\r\n",...) 后逐字节 USART_SendData 发出。不直接用 printf 的原因见踩坑清单第 11 条（半主机）。

② 单位美化：字库里 % 的点阵圆圈只有 2×2 个点太细 → 重画（圆圈加大到 3×3、斜线加粗）；字库没有 °（ASCII 没这个字符）→ 借位：把从来用不到的反引号 ` ` 的字模替换成度符号，代码里写 C ` 屏上显示 °C`。通用技巧：要用字库没有的符号，就找一个用不到的 ASCII 字符借位。

③ 中文化 + 居中：Humidity/Temperature → 汉字「湿度/温度」，两行水平居中。新字用取模软件生成，设置必须与屏驱动约定一致：

一个汉字 32 字节，直接贴进 CHS_16x16.h。两个显示 API 的差异（易踩）：OLED_DISPLAY_8x16 内部有 col+2 偏移（传 X-2 才显示在物理列 X）；OLED_DISPLAY_16x16 没有偏移、第三个参数是 GB_16[] 数组索引（不是 ASCII 码），汉字占 page 与 page+1 两页。混排不补偿间距会不均。

#五、踩坑清单

1. 上拉电阻必须有：裸 DHT11 的 DATA 需 4.7kΩ 上拉（模块版自带板载上拉）；不上拉读不到稳定波形。
2. 延时精度是命门：时序 µs 级，微秒延时用定时器/DWT 实现，且采样期间避免中断干扰。
3. 校验和必查：不校验可能拿到错误数据。
4. 起始拉低时间要够（≥18ms），太短从机不响应。
5. 采样间隔 ≥ 1s，否则返回上一次或失败；例程两处 delay_ms(1000) 不能删。
6. DHT11 精度低（湿度 ±5%RH，温度 ±2℃），要求高换 DHT22/AM2302（协议相同，分辨率更高）。
7. 手绘字模 → 汉字上下颠倒：本屏取模约定是「纵向8点下高位」——16×16 字 = 上半页 16 字节 + 下半页 16 字节，每字节 bit0 是页内最上面一行（不是 bit7）。写反整个字上下镜像。别手绘，用取模软件设置对了一次成型（可拿原库正常字反推验证）。
8. 改了 .h 字库，编译"没变化"：Keil 依赖跟踪没把 ASCII_8x16.h/CHS_16x16.h 当依赖，增量编译（UV4 -b）根本不重编 oled0561.c，pyocd 报 identical ... programmed 0。改字库/头文件后一律全量重建（UV4.exe -r -j0）。
9. pyocd 报 identical、写入 0 字节：即使编译正确也可能页比较误判 → pyocd flash --erase chip --pack ... 强制全片擦写，成功标志是日志明确写 programmed N bytes。
10. 宋体"度"字糊成一团：逐点渲染字模确认是字体固有缺陷——「广」的长撇 +「廿」两竖 = 三条竖线并排再交叉，宋体 1 像素细笔画小屏必然糊（"湿/温"右边是「日」框所以清楚）。解法：换黑体（2 像素等粗笔画）或加大字号。
11. printf 卡死（半主机）：工程未勾 MicroLIB 时，printf 走 semihosting 把输出交给调试器，脱机运行卡死在 BKPT。解法 A（推荐）：sprintf 到缓冲区 + USART_SendData，不碰工程配置、跨电脑一致；解法 B：勾 MicroLIB 再重定向 fputc。
12. .md 文档改了"没反应"：文件带只读属性，写入被静默拒绝。(Get-Item xxx.md).IsReadOnly 检查，Set-ItemProperty -Name IsReadOnly -Value $false 解除。

#六、验证方法：从 hex 验尸

怀疑"屏上显示不对"时别靠肉眼猜，直接解析 hex 把烧进芯片的字库提出来渲染对比：

1. 在 .map 文件里找字库符号地址（如 GB_16 0x08002cde Data 224 oled0561.o(.constdata)）；
2. 解析 hex 文件（注意先处理 type 04 扩展线性地址记录，否则地址对不上、读出全是 0xFF）；
3. 按地址取字节，按 bit0=顶 的规则画成 #/. 点阵图。

能 100% 确认"芯片里到底是什么字形"，把"数据问题"和"显示问题"彻底分开——上面第 10 条（宋体度字）就是这样定性的。

#七、驱动代码（要点，HAL 风格伪代码）

c/* 微秒延时依赖 DWT 或 TIM */
void delay_us(uint32_t us);

uint8_t dht11_read(uint8_t *humid_h, uint8_t *temp_h)
{
    uint8_t buf[5] = {0};
    /* 1. 主机起始：拉低 18ms */
    DHT11_OUTPUT();
    HAL_GPIO_WritePin(DATA_PORT, DATA_PIN, 0);
    delay_us(18000);
    HAL_GPIO_WritePin(DATA_PORT, DATA_PIN, 1);
    delay_us(30);
    /* 2. 切输入，等从机 80us 低 + 80us 高 */
    DHT11_INPUT();
    if (wait_level(0, 100) || wait_level(1, 100)) return 1; /* 超时 */
    /* 3. 读 40 bit */
    for (int i = 0; i < 40; i++)
    {
        wait_level(0, 100);          /* 等下降沿 */
        delay_us(40);                /* 采样点：40us 处判高低 */
        buf[i/8] <<= 1;
        if (HAL_GPIO_ReadPin(DATA_PORT, DATA_PIN)) buf[i/8] |= 1;
    }
    /* 4. 校验 */
    if (buf[4] != (buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])) return 2;
    *humid_h = buf[0]; *temp_h = buf[2];
    return 0;
}

#八、调用示例

cuint8_t h, t;
if (dht11_read(&h, &t) == 0)
    sprintf(buf, "RH=%d%% T=%dC\r\n", h, t), uart_send(buf); /* 别用 printf，见坑 11 */
HAL_Delay(1000); /* 间隔 ≥1s */

#九、相关链接

• OLED 字库与中文点阵：16×16 汉字取模——取模与字库机制详解
• 六轴姿态传感器（MPU6050，I2C）——同批实测的 I2C 显示改造模块
• 硬件 PWM 与电机控制原理——PA15 的另一个主人（舵机），两模块共用引脚
• 文章：STM32 低功耗三兄弟实测

#十、参考库/链接

• DHT11 数据手册（搜索 "DHT11 datasheet"）
• 洋桃1号 A5 周围电路手册（温湿度传感器章节）

#11、更新日志