如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（六）——初尝试·把温湿度给收集了（下）！

一、我的构想：如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（一）——即插即用、积木化、功能重组的智能硬件模块构想

二、别人家的孩子：如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（二）——别人是如何设计硬件积木的！

三、MCU选型：如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（三）——该选什么样的MCU呢？

四、温湿度传感器DHT11驱动封装（上）：如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（四）——初尝试·把温湿度给收集了（上）！

五、温湿度传感器DHT11驱动封装（中）：如何为编程爱好者设计一款好玩的智能硬件（五）——初尝试·把温湿度给收集了（中）！

六、温湿度传感器DHT11驱动封装（下）：

　　

　　这几天该进程稍微中断，一方面是因为帮助一个好朋友处理保研的事情，另一方面是由于我在思考每天一篇是否会因为过于频繁而缺少干货。于是我决定每个月的模3余0的日子总结一下~特此通告！在四、五两篇中我们详细分析了DHT11的驱动流程，由于我们需要一个便于移植的版本，所以上次挖了个坑说会采用宏定义来尽量方便移植。因此，本节将首先讨论宏定义相关知识，而后封装一个稍微改进的DHT11驱动。

C Macros

引用&参考：http://c.biancheng.net/cpp/html/1552.html

 

理解宏：

 

　　宏是一种预处理指令，它提供了一种机制，可以用来替换源代码中的字符串，宏是用“#define"语句定义的，下面是一个宏定义的例子：
　　　　#define VERSION—STAMP "1．02"
　　上例中所定义的这种形式的宏通常被称为标识符。在上例中，标识符VERSION_STAMP即代表字符串"1．02"——在编译预处理时，源代码中的每个VERSION_STAMP标识符都将被字符串“1.02”替换掉。

　　以下是另一个宏定义的例子：
    　　#define CUBE(x)  ((x)*(x)*(x))
　　上例中定义了一个名为CUBE的宏，它有一个参数x。CUBE宏有自己的宏体，即((x)*(x)*(x))——在编译预处理时，源代码中的每个CUBE(x)宏都将被((x)*(x)*(x))替换掉。

使用宏有以下几点好处：

     (1)在输入源代码时，可省去许多键入操作。   
    (2)因为宏只需定义一次，但可以多次使用，所以使用宏能增强程序的易读性和可靠性。
    (3)使用宏不需要额外的开销，因为宏所代表的代码只在宏出现的地方展开，因此不会引起程序中的跳转。
    (4)宏的参数对类型不敏感，因此你不必考虑将何种数据类型传递给宏。

 

容易出错的地方：

　　需要注意的是，在宏名和括起参数的括号之间绝对不能有空格。此外，为了避免在翻译宏时产生歧义，宏体也应该用括号括起来。

你可能不知道的：

　　宏也可使用一些特殊的运算符，例如字符串化运算符“#”和。连接运算符“##”。“#”运算符能将宏的参数转换为带双引号的字符串，请看下例：
    　　define DEBUG_VALUE(v)  printf(#v"is equal to %d． "，v)
　　你可以在程序中用DEBUG_VALUE宏检查变量的值，请看下例:
   　　 int x＝20；
    　　DEBUG_VALUE(x);
　　上述语句将在屏幕上打印"x is equal to 20"。这个例子说明，宏所使用的“#”运算符是一种非常方便的调试工具。
　　“##”运算符的作用是将两个独立的字符串连接成一个字符串。

 

这篇文章对宏的种类进行简单的介绍：http://blog.csdn.net/ocean181/article/details/6818687

这篇文章单独读宏里面的#进行介绍：http://blog.sina.com.cn/s/blog_550405a10100bqar.html

这篇文章讲了宏使用时的几个常见坑：http://hbprotoss.github.io/posts/cyu-yan-hong-de-te-shu-yong-fa-he-ji-ge-keng.html

这篇文章讲了宏中的几个高级的用法：http://www.cnblogs.com/Anker/p/3418792.html (do while)

 

 

DHT11驱动封装 

 

DHT11.H

#ifndef __DHT11_H__
#define __DHT11_H__

 4 #include "delay.h"

//some typedef need to do
 7 typedef unsigned char    t_uc;
 8 typedef unsigned short     t_us;
 9 typedef unsigned int      t_ui;
10 typedef char        t_c;
11 typedef short         t_s;
12 typedef int          t_i;

14 #define DHT11_DELAY_US(x)     Delay_us((x))
15 #define DHT11_DELAY_MS(x)     Delay_ms((x))
16 #define DHT11_DATA_PIN        P0_0
17 #define DHT11_DATA_PIN_READ   DHT11_DATA_PIN          //read the data_pin's data function 
18 #define DHT11_DATA_PIN_SET    DHT11_DATA_PIN=1        
19 #define DHT11_DATA_PIN_CLEAR  DHT11_DATA_PIN=0
20 #define DHT11_DATA_PIN_IN     P0DIR&=~0x01
21 #define DHT11_DATA_PIN_OUT    P0DIR|=0x01


24 extern    t_i DHT11_GetData(t_us *humidity, t_us *temperature);


#endif

移植的时候只要对.H进行修改就行啦！　

　　上面是封装的DHT11的驱动.H文件，可见为了达到方便移植到各个平台的目的，我们在红色部分重定义了数据类型，并且在绿色部分将几个外部依赖全部定义成宏。这样移植到不同平台的时候只需要根据特定的平台，稍微调动下红色部分重定义的数据类型，并且根据宏定义部分相应的功能进行封装和修改（这样.C文件是不需要动的，是不是很方便！）

　　这里对部分宏定义进行说明：

　　① DHT11_DATA_PIN 是DHT11通信数据线连在单片机上的引脚　　
　　② DHT11_DATA_PIN_READ是读取DHT11_DATA_PIN引脚上的数据函数，返回为该引脚的状态（高电平为1，低电平为0）
　　③ DHT11_DATA_PIN_SET和DHT11_DATA_PIN_CLEAR功能分别是置DHT11_DATA_PIN引脚为高电平和低电平功能函数
　　④ DHT11_DATA_PIN_IN和DHT11_DATA_PIN_OUT功能分别是设置DHT11_DATA_PIN引脚为输入和输出模式

 　  PS:

　　这里第4行引入的外部文件提供delay延时相关函数，同样的第14、15行宏定义也将所要用到的延时微秒和毫秒的函数进行宏定义，总的来说就是方便移植~

DHT11.C

#include "DHT11.H"


t_uc COM(void)//read 8bits data from com
{
    t_uc flag, temp; //flag and temp
    t_uc comdata;//the 8bits data read from com
    t_uc i;
    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        flag = 2;
        while((!DHT11_DATA_PIN_READ) && flag++);
        DHT11_DELAY_US(30);
        temp = 0;
        if(DHT11_DATA_PIN_READ)temp = 1;
        flag = 2;
        while((DHT11_DATA_PIN_READ) && flag++);
        if(flag == 1)break;
        comdata <<= 1;
        comdata |= temp;
    }
    return comdata;
}

t_i DHT11_GetData(t_us *humidity, t_us *temperature)//get the hunidity and temperature data
{
    t_uc flag, temp; //flag and temp
    t_uc ucharT_data_H_temp, ucharT_data_L_temp,
         ucharRH_data_H_temp, ucharRH_data_L_temp,
         ucharcheckdata_temp;

32     //1、start
33     DHT11_DATA_PIN_OUT; //set the data pin as out mode
34     DHT11_DATA_PIN_CLEAR;
35     DHT11_DELAY_MS(19);  //>18MS
36     DHT11_DATA_PIN_SET;
37     DHT11_DATA_PIN_IN; //set the data pin as input mode
38     DHT11_DELAY_US(40);
    
    if(!DHT11_DATA_PIN_READ)
    {
42         //2、wait
43         flag = 2;
44         while((!DHT11_DATA_PIN_READ) && flag++);
45         flag = 2;
46         while((DHT11_DATA_PIN_READ) && flag++);

48         //3、read data
49         ucharRH_data_H_temp = COM();
50         ucharRH_data_L_temp = COM();
51         ucharT_data_H_temp = COM();
52         ucharT_data_L_temp = COM();
53         ucharcheckdata_temp = COM();

        //4、stop
        DHT11_DATA_PIN_SET;
        
        temp = (ucharT_data_H_temp + ucharT_data_L_temp + ucharRH_data_H_temp + ucharRH_data_L_temp);
        if(temp == ucharcheckdata_temp) //check the data ,then updata humidity and temperature
        {
            *humidity = ucharRH_data_H_temp;
            *temperature = ucharT_data_H_temp;
        }
    }
    else //fail return -1
    {
        return -1;
    }
    
    return 0;
}

 .C文件是不用改的~和前两节讲解的相比，这里基本没变，只是将部分函数换成了宏

得说明的：

　　前两节讲过从DHT11中读出来的40bits数据包括温湿度整数和小数部分各8bit表示+一个8bit的校验，上面.C文件第61、62行仅将整数部分提取

小结&接下来计划：

　　至此，我们终于把DHT11给封装好了，接下来不会那么频繁更新（毕竟太快没干货！）。下次我将首先展示该驱动在CC2541（上面的便是基于它的）、STM32、51平台上的移植方法，然后开启一个新的驱动封装——显示器。至于要选择哪一款，暂时还没定，也先留个悬念吧~

 

 

链接

基于CC2541平台的实验工程

>只有DHT11.C和DHT11.H经过整理，其它可能有点乱，见谅<

http://pan.baidu.com/s/1hq6N168 

 

DHT11.C和DHT11.H文件

http://pan.baidu.com/s/1dD0ibDJ

http://pan.baidu.com/s/1qeHBK

 

 

　　

@beautifulzzzz

  2015-9-17 持续更新中~