DHT11

dht11和ds18b20很类似，都是使用单总线通信的。

3种编程实现方式：

查询方式，直接操作gpio，时序通过延时等待实现等
中断方式，通过设置双边沿触发中断，获取时序中高低电平时间，根据时间来判定解析时序
使用内核自带dht11驱动

对于dht11的工作原理，参考别人文章即可：https://blog.csdn.net/qq_44981039/article/details/110185982

驱动实现

野火imx6ull开发板原理图

设备树编写

根节点下添加：dht11

dht11 {compatible = "xgj,dht11";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_ds18b20>;dht11-gpios = <&gpio1 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>; status = "okay";
}

iomuxc节点下添加：

 /*ds18b20*/pinctrl_ds18b20: ds18b20grp {fsl,pins = <MX6UL_PAD_GPIO1_IO02__GPIO1_IO02    0x10b0  >;};

dht11和ds18b20使用的是同一个引脚

设备树编译：

ares@ubuntu:~/work/ebf_linux_kernel-ebf_4.19.35_imx6ul$ cat make_dtb.sh
#!/bin/shmake ARCH=arm -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs

将设备树拷贝系统目录：

debian@npi:~/nfs_root/driver$ cat cp_dtb_to_linux.sh
#!/bin/shsudo cp imx6ull-mmc-npi.dtb /usr/lib/linux-image-4.19.35-carp-imx6/

/usr/lib/linux-image-4.19.35-carp-imx6/ ，系统存放设备树的目录

重启系统设备树生效：

sudo reboot

驱动编写

typedef unsigned char  uint8_t;#define DEV_DTS_NODE_PATH    "/dht11"                /* 设备树节点的路径，在根节点下 */
#define DEV_PIN_DTS_NAME     "dht11-gpios"           /* GPIO引脚的属性名 */
#define DEV_NAME             "dht11"                 /* 设备名  /dev/dht11 */
#define DEV_DTS_COMPATIBLE   "xgj,dht11"             /* 设备匹配属性 compatible */#define DHT11_PIN               dht11_dev.gpio
#define DHT11_IO_OUT()          gpio_direction_output(DHT11_PIN, 1);
#define DHT11_IO_IN()           gpio_direction_input(DHT11_PIN)
#define DHT11_WRITE(bit)        gpio_set_value(DHT11_PIN, bit)
#define DHT11_READ()            gpio_get_value(DHT11_PIN)struct dht11 {int gpio;                       /* gpio */ int irq;dev_t dev_no;                   /* 设备号 */    struct cdev chrdev;             struct class *class;spinlock_t lock;
};

static int dht11_wait_for_ready(void)
{   int timeout;timeout = 400;while (DHT11_READ() && timeout)      /* 等待低电平到来 */{udelay(1);--timeout;}if (!timeout) {printk("timeout %d\n", __LINE__);return -1;    /* 超时 */}timeout = 1000;while (!DHT11_READ() && timeout)      /* 等待高电平到来    */{udelay(1);--timeout;}if (!timeout) {printk("timeout %d\n", __LINE__);return -1;    /* 超时 */}timeout = 1000;while (DHT11_READ() && timeout)  /* 等待高电平结束 */{udelay(1);--timeout;}if (!timeout) {printk("timeout %d\n", __LINE__);return -1;    /* 超时 */}return 0;
}static int dht11_start(void)
{DHT11_IO_OUT();DHT11_WRITE(0);mdelay(20);DHT11_WRITE(1);udelay(30);DHT11_IO_IN();          /* 设置为输入 */ udelay(2);if (dht11_wait_for_ready()) return -1;return 0;
}static int dht11_read_byte(unsigned char *byte)
{unsigned char i;unsigned char bit = 0;unsigned char data = 0;int timeout = 0;   for (i = 0; i < 8; i++){timeout = 1000;  while (DHT11_READ() && timeout)   /* 等待变为低电平 */{udelay(1);--timeout;}if (!timeout) {printk("timeout %d\n", __LINE__);         return -1;           /* 超时 */}timeout = 1000;while (!DHT11_READ() && timeout)    /* 等待变为高电平 */{udelay(1);--timeout;}if (!timeout) {printk("timeout %d\n", __LINE__);return -1;           /* 超时 */}udelay(40);bit = DHT11_READ();data <<= 1;            if (bit) {data |= 0x01;#if 0timeout = 1000;while (DHT11_READ() && timeout)    /* 等待高电平结束 */{udelay(1);--timeout;}if (!timeout) {printk("timeout %d\n", __LINE__);return -1;           /* 超时 */}#endif}// data <<= 1;          /* 导致错误的原因 ： 移位要放前面，不能放在这里，若放在后面一旦获取最后一个位就会多移动一位导致数据不对 */}*byte = data;return 0;
}

这部分就是驱动dht11的代码，和单片机下驱动没有什么区别。
在编写读取一个字节的函数时出现谬误： data <<= 1，数据移位，不能放到最后，移位要放前面，不能放在这里，若放在后面一旦获取最后一个位就会多移动一位导致数据不对，该谬误导致调试了挺久，开始还以为时序有问题一直检查时序。。。

dht11驱动跟内核框架有关的部分：

/* 使设备只能被一个进程打开 */
static int _drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{printk("dht11 open\n");return 0;
}static ssize_t _drv_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{int ret;int i;unsigned  char data[5] = {0};unsigned long flags;if (size != 5) return -EINVAL;/* 关闭中断,防止时序被中断破坏 */spin_lock_irqsave(&dht11_dev.lock, flags);/* 启动信号 */if (dht11_start() != 0){printk("dht11 start failed\n");ret = -EFAULT;goto failed1;}/* 读出5字节数据 */for (i = 0; i < 5; i++)    {if (dht11_read_byte(&data[i])){printk("read data err\n");ret = -EAGAIN;goto failed1;}}/* 打开中断 */spin_unlock_irqrestore(&dht11_dev.lock, flags);/* 校验数据 */if (data[4] != (data[0]+data[1]+data[2]+data[3])){printk("check data failed\n");ret = -EAGAIN;goto failed1;}/* 将数据拷贝回用户空间 */if (copy_to_user(buf, data, 5)) {ret = -EFAULT;} else {ret = 5;}return ret;
failed1:spin_unlock_irqrestore(&dht11_dev.lock, flags);return ret;
}static int _drv_release(struct inode *node, struct file *file)
{printk("dht11 release\n");return 0;
}static struct file_operations drv_file_ops = { .owner = THIS_MODULE,.open   = _drv_open,.read   = _drv_read,.release = _drv_release,
};/* 设备树的匹配列表 */
static struct of_device_id dts_match_table[] = {{.compatible = DEV_DTS_COMPATIBLE, },                     /* 通过设备树来匹配 */
};static int _driver_probe(struct platform_device *pdev)
{ int err;struct device *ds_dev;struct device_node *dev_node;struct device_node *node = pdev->dev.of_node;if (!node) {          printk("hc-sr501 dts node can not found!\r\n");    return -EINVAL; }dev_node = of_find_node_by_path(DEV_DTS_NODE_PATH);       /* 找到dht11的设备树节点  */if (IS_ERR(dev_node)) {          printk("dht11 DTS Node not found!\r\n"); return PTR_ERR(dev_node); }dht11_dev.gpio = of_get_named_gpio(dev_node, DEV_PIN_DTS_NAME, 0);   /* 获取dht11的gpio编号 */if ( dht11_dev.gpio < 0) {printk("dht11-gpio not found!\r\n"); return -EINVAL;}err = gpio_request(dht11_dev.gpio, DEV_PIN_DTS_NAME);  if(err) {printk("gpio_request gpio is failed!\n");return -EINVAL;}printk("dht11 gpio %d\n", dht11_dev.gpio);/* 内核自动分配设备号 */err = alloc_chrdev_region(&dht11_dev.dev_no, 0, 1, DEV_NAME);        if (err < 0) {pr_err("Error: failed to register mbochs_dev, err: %d\n", err);goto failed3;}cdev_init(&dht11_dev.chrdev, &drv_file_ops);cdev_add(&dht11_dev.chrdev, dht11_dev.dev_no, 1);dht11_dev.class = class_create(THIS_MODULE, DEV_NAME);if (IS_ERR(dht11_dev.class)) {   err = PTR_ERR(dht11_dev.class);goto failed1;}/* 创建设备节点 */ds_dev = device_create(dht11_dev.class , NULL, dht11_dev.dev_no, NULL, DEV_NAME); if (IS_ERR(ds_dev)) {       /* 判断指针是否合法 */err = PTR_ERR(ds_dev);goto failed2;}spin_lock_init(&dht11_dev.lock);          /* 初始化自旋锁 */printk("dht11 probe success\r\n");return 0;
failed2:device_destroy(dht11_dev.class, dht11_dev.dev_no);class_destroy(dht11_dev.class);
failed1:unregister_chrdev_region(dht11_dev.dev_no, 1);cdev_del(&dht11_dev.chrdev);
failed3:gpio_free(dht11_dev.gpio);return err;
}static int _driver_remove(struct platform_device *pdev)
{device_destroy(dht11_dev.class, dht11_dev.dev_no);class_destroy(dht11_dev.class);unregister_chrdev_region(dht11_dev.dev_no, 1);cdev_del(&dht11_dev.chrdev);gpio_free(dht11_dev.gpio);printk(KERN_INFO"dht11 remove success\n");return 0;
}static struct platform_driver _platform_driver = {.probe = _driver_probe,.remove = _driver_remove,.driver = {.name = DEV_DTS_COMPATIBLE,.owner = THIS_MODULE,.of_match_table = dts_match_table,         /* 通过设备树匹配 */},
};/* 入口函数 */
static int __init _driver_init(void)
{int ret;printk("dht11 %s\n", __FUNCTION__);ret = platform_driver_register(&_platform_driver);   //注册platform驱动return ret;
}/*  出口函数 */
static void __exit _driver_exit(void)
{printk("dht11  %s\n", __FUNCTION__);platform_driver_unregister(&_platform_driver);
}module_init(_driver_init);
module_exit(_driver_exit);MODULE_AUTHOR("Ares");
MODULE_LICENSE("GPL");

测试程序

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <poll.h>
#include <stdint.h>#define DEV_NAME   "/dev/dht11"void sleep_ms(unsigned int ms)
{struct timeval delay;delay.tv_sec = 0;delay.tv_usec = ms * 1000; select(0, NULL, NULL, NULL, &delay);
}int main(int argc, char **argv)
{int fd;int ret;struct pollfd fds[1];/* 2. 打开文件 */fd = open(DEV_NAME, O_RDWR);   // | O_NONBLOCKif (fd < 0){printf("can not open file %s, %d\n", DEV_NAME, fd);return -1;}uint8_t dht11_data[5];while (1){if ((ret = read(fd, dht11_data, sizeof(dht11_data))) == sizeof(dht11_data)){printf("temp %d.%d  humi %d.%d\r\n", dht11_data[2], dht11_data[3], dht11_data[0], dht11_data[1]);  }else{printf("get temp err %d\r\n", ret);}sleep_ms(500);   }
}

中断方式

通过编写调试发现通过中断方式很难实现，由于linux的非实时性，中断会丢失，会导致时序不对。

内核中自带的dht11驱动使用IIO子系统实现

drivers/iio/humidity/dht11.c

内核配置：

编写设备树参考Documentation\devicetree\bindings\iio\humidity\dht11.txt

* DHT11 humidity/temperature sensor (and compatibles like DHT22)Required properties:- compatible: Should be "dht11"- gpios: Should specify the GPIO connected to the sensor's dataline, see "gpios property" inDocumentation/devicetree/bindings/gpio/gpio.txt.Example:humidity_sensor {compatible = "dht11";gpios = <&gpio0 6 0>;
}

若要使用内核dht11驱动，只要在设备树中添加compatible = "dht11"
gpios ,设置传感器的单总线的通信引脚

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