dht11温湿度传感器_详解DHT11温湿度传感器的原理及驱动程序

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选择匿名的用户   2021-5-30 05:54   43   0

一.简介

DHT11作为一款低价、入门级的温湿度传感器,常用于我们的单片机设计实例中;它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。

DHT11为 4 针单排引脚封装,如下图,采用单线制串行接口,只需加适当的上拉电阻,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。

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二.传感器参数

1.DHT11电气参数如下

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2.引脚定义

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3.典型电路

DHT11的供电电压为 3-5.5V,电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个100nF 的电容,用以去耦滤波。DATA引脚并联一个5K以上的上拉电阻,增强信号的抗干扰额能力。传感器上电后,要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。

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三.传感器控制时序

1.数据格式

DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零,操作流程如下:

一次完整的数据传输为40bit,高位先出。

数据格式:

8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和

8位校验和:

"8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据"相加所得结果的末8位。

2.控制时序

要实现对DHT11传感器的控制和数据的读取,需先学会分析DHT11的控制时序。时序主要分为三部分:

  1. 触发DHT11采集数据;

  2. 读取数字0;

  3. 读取数字1;

(1)触发DHT11采集数据

总线空闲状态为高电平,单片机把总线拉低等待DHT11响应,单片机把总线拉低必须大于18ms,保证DHT11能检测到起始信号。

当DHT11接收到单片机的开始信号后,等待单片机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号。

单片机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后,切换为输入状态,等待DHT11的80us低电平信号结束,然后判断DHT11是否是否发出 80us 的高电平;如果是,即可开始采集数据。

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(2)数字0信号时序

当DHT11输出数字0时, 单片机读取到的信号为50 us的低电平,之后为26-28 us的高电平。

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(3)数字1信号时序

当DHT11输出数字0时, 单片机读取到的信号为50 us的低电平,之后为70 us的高电平。

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由此可知DHT11输出数字0和数字1的区别在于高电平的时间,由此单片机可在读取到高电平后,延时30us后,识别此时总线的电平,高电平为数字1,低电平为数字0;

(4)总时序图

用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据。

从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集。当一次完整的采集数据后,DHT11会转换到低速模式。

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四.控制程序

1.单字节采集

void  COM(void){  U8 i;      for(i=0;i<8;i++)       {    U8FLAG=2;      while((!P2_0)&&U8FLAG++);    Delay_10us();    Delay_10us();    Delay_10us();    U8temp=0;     if(P2_0)U8temp=1;      U8FLAG=2;     while((P2_0)&&U8FLAG++);    //超时则跳出for循环           if(U8FLAG==1)break;    //判断数据位是0还是1          // 如果高电平高过预定0高电平值则数据位为 1         U8comdata<<=1;     U8comdata|=U8temp;        //0   }}

2.完整一次数据采集

void RH(void){  //主机拉低18ms   P2_0=0;   Delay(180);   P2_0=1;   //总线由上拉电阻拉高 主机延时20us   Delay_10us();   Delay_10us();   Delay_10us();   Delay_10us();   //主机设为输入 判断从机响应信号    P2_0=1;   //判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出,响应则向下运行       if(!P2_0)     //T !       {     U8FLAG=2;     //判断从机是否发出 80us 的低电平响应信号是否结束        while((!P2_0)&&U8FLAG++);     U8FLAG=2;     //判断从机是否发出 80us 的高电平,如发出则进入数据接收状态     while((P2_0)&&U8FLAG++);     //数据接收状态          COM();     U8RH_data_H_temp=U8comdata;     COM();     U8RH_data_L_temp=U8comdata;    COM();     U8T_data_H_temp=U8comdata;     COM();     U8T_data_L_temp=U8comdata;     COM();     U8checkdata_temp=U8comdata;     P2_0=1;     //数据校验      U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp);    if(U8temp==U8checkdata_temp)     {      U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;      U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;      U8T_data_H=U8T_data_H_temp;      U8T_data_L=U8T_data_L_temp;      U8checkdata=U8checkdata_temp;     }   }/}

3.获取DHT11数据

void GetTemp(void){  //------------------------   //调用温湿度读取子程序     RH();   //串口显示程序    //--------------------------  Send_string("Humidity:");    str[0]=U8RH_data_H/10+0x30;    str[1]=U8RH_data_H%10+0x30;    str[2]='.';    str[3]=U8RH_data_L/10+0x30;    str[4]=U8RH_data_L%10+0x30;    str[5]='\0';    Send_string(str);    Send_string("%\r\n");        Send_string("Temperature:");    str[0]=U8T_data_H/10+0x30;    str[1]=U8T_data_H%10+0x30;    str[2]='.';    str[3]=U8T_data_L/10+0x30;    str[4]=U8T_data_L%10+0x30;    str[5]='\0';    Send_string(str);    Send_string("℃\r\n");}
如需DHT11相关资料, 请关注公众号,首页回复DHT11获取资料

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