基于arduino的dht11溫濕度傳感器的使用 - 全文

　　DHT11溫濕度傳感器簡介

　　DHT11是一款有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度傳感器。 其精度濕度+-5%RH， 溫度+-2℃，量程濕度20-90%RH， 溫度0~50℃。

　　DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應(yīng)用中，在苛刻應(yīng)用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。

　　DHT11溫濕度傳感器電氣特性

　　溫濕度傳感器DHT11封裝形式及接口說明

　　建議連接線長度短于20米時用5K上拉電阻，大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻（若購買的是已集成的模塊，模塊上已加上拉電阻，以下請忽略），當(dāng)然，如果你想要精簡電路的話， STC增強(qiáng)型單片機(jī)自帶的推挽輸出功能不失為一個選擇，其相當(dāng)于外接了一個2k的上拉電阻，但在設(shè)計電路時需注意：整個單片機(jī)的電流推薦不超過55mA，即從MCU-VCC流入的電流不超過55mA，從MCU-GND流出的電流不超過55mA，整體流入、流出電流均不超過55mA，封裝尺寸及典型應(yīng)用電路圖如下圖所示。

　　DHT11溫濕度傳感器典型應(yīng)用電路

　　DHT11溫濕度傳感器時序圖

　　DHT11溫濕度傳感器連接圖

　　如圖所示，將DHT11的正極與5V電源接口相連，負(fù)極與GND相連，中間的數(shù)據(jù)接口與2號引腳相連。

　　代碼

　　#include 《dht11.h》

　　dht11 DHT11;

　　#define DHT11PIN 2

　　void setup（）{

　　Serial.begin（9600）;

　　}

　　void loop（）{

　　Serial.println（“/n”）;

　　int chk = DHT11.read（DHT11PIN）;

　　Serial.print（“Read sensor： ”）;

　　switch （chk）

　　{

　　case DHTLIB_OK：

　　Serial.println（“OK”）;

　　break;

　　case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM：

　　Serial.println（“Checksum error”）;

　　break;

　　case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT：

　　Serial.println（“Time out error”）;

　　break;

　　default：

　　Serial.println（“Unknown error”）;

　　break;

　　}

　　Serial.print（“Humidity （%）： ”）;

　　Serial.println（（float）DHT11.humidity， 2）;

　　Serial.print（“Temperature （oC）： ”）;

　　Serial.println（（float）DHT11.temperature， 2）;

　　delay（2000）;

　　注意事項

　　1、代碼中引用了#include 《dht11.h》，這個是操作DHT11的庫文件，有了它，就可以輕松操作我們這個溫濕度傳感器了。但是引用這個庫文件的操作步驟是：

　?。?）在網(wǎng)上找到并下載該庫文件，包括一個頭文件和一個.cpp文件。

　?。?）在arduinoIDE中點擊菜單：程序–導(dǎo)入庫–add library，然后選擇你存放庫文件的那個文件夾。

　?。?）在代碼中引用#include 《dht11.h》，這樣就可以使用了。

　　2、#define DHT11PIN 2，表示定義引腳2的名字為DHT11PIN ，注意這個定義語句后面沒有分號。

　　原理分析

　　在硬件編程過程中，當(dāng)你拿到一個器件，首先要了解他的引腳定義，這會告訴你這個東西應(yīng)該怎么連接，在一個就是要看他的時序圖，看了時序圖你就知道主從設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集過程中的代碼應(yīng)該怎么寫，比如怎么啟動，如何握手，怎么采集真正的數(shù)據(jù)等等。

　　在我們這個試驗中，DHT11的時序圖是這樣的：

　　DHT11溫濕度傳感器使用注意事項

　　DHT11的供電電壓為3－5.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF的電容，用以去耦濾波。

　　微處理器與DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。

　　操作流程如下：

　　一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。

　　數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)

　　+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和

　　數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)所得結(jié)果的末8位。

　　用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開始信號結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。

　　從模式下，DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進(jìn)行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。

　　通訊過程

　　總線空閑狀態(tài)為高電平，主機(jī)把總線拉低等待DHT11響應(yīng)，主機(jī)把總線拉低必須大于18毫秒，保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機(jī)的開始信號后，等待主機(jī)開始信號結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號。主機(jī)發(fā)送開始信號結(jié)束后，延時等待20-40us后，讀取DHT11的響應(yīng)信號，主機(jī)發(fā)送開始信號后，可以切換到輸入模式，或者輸出高電平均可，總線由上拉電阻拉高。

　　總線為低電平，說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始，高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是0還是1.格式見下面圖示。如果讀取響應(yīng)信號為高電平，則DHT11沒有響應(yīng)，請檢查線路是否連接正常。當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us，隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。

　　數(shù)字0信號表示方法

　　數(shù)字1信號表示方法

　　程序：

　　//DHT11temperature

　　//chriz_w@163.com

　　//arduinonano

　　//arduinolite

　　#include“arduino_lit.h”

　　#defineDHT11Pin2

　　//TesttheDHT11--chriz_w@163.com

　　bytedat［5］;//存放濕度2byte，溫度2byte，checksum1byte

　　bytereadData（）{//每次讀取8bits（onebyte）

　　bytedata;

　　for（inti=0;i《8;i++）{

　　if（digitalRead（DHT11Pin）==LOW）

　　{

　　//一開始要LOW才表示要傳過來

　　while（digitalRead（DHT11Pin）==LOW）;//等待50us；

　　//現(xiàn)在已經(jīng)變成HIGH了

　　_delay_us（30）;//判斷高電平持續(xù)時間，以判定資料是‘0’還是‘1’；

　　if（digitalRead（DHT11Pin）==HIGH）//根據(jù)時序持續(xù)了30us以上就是1

　　data|=（1《《（7-i））;//高位在前，低位元在后；

　　//如果這時已經(jīng)是LOW，表示這bit是0，不必塞入data

　　//。。而且以下的while也會立即結(jié)束（因為LOW），準(zhǔn)備接收下一個bit

　　while（digitalRead（DHT11Pin）==HIGH）;//等待下一bit的接收；

　　//這時一定已經(jīng)變成LOW了

　　}

　　}

　　returndata;//收完8bit=onebyte=onechar

　　}

　　voidstart_dht11（）{//每次要與DHT11溝通

　　DIGITAL_WRITE（DHT11Pin，LOW）;//拉低到LOW，發(fā)表示要開始溝通的信號；

　　_delay_ms（30）;//延時要大于18ms，以便DHT11能檢測到開始信號；這里用30ms

　　DIGITAL_WRITE（DHT11Pin，HIGH）;//拉高HIGH，讓DHT11拉低到LOW告訴我們要傳送

　　_delay_us（40）;//給40us等待DHT11響應(yīng)；

　　PIN_MODE（DHT11Pin，INPUT）;//改為輸入mode準(zhǔn)備digitalRead（）

　　while（DIGITAL_READ（DHT11Pin）==HIGH）;//必須等到LOW

　　_delay_us（80）;//DHT11發(fā)出響應(yīng)，會拉低80us；所以至少等80us

　　while（DIGITAL_READ（DHT11Pin）==LOW）;//繼續(xù)等到變HIGH

　　_delay_us（80）;//DHT11會拉高到HIGH80us后開始發(fā)送資料；

　　///以下連續(xù)讀入5bytes（40bits），最后的byte是checksum校驗值

　　for（inti=0;i《5;i++）

　　dat［i］=readData（）;//接收溫濕度資料，校驗；

　　PIN_MODE（DHT11Pin，OUTPUT）;//改為Outputmode，準(zhǔn)備拉高HIGH

　　DIGITAL_WRITE（DHT11Pin，HIGH）;//發(fā)送完一次資料后釋放bus，等待下一次開始信號；

　　}

　　voidsetup（）{

　　SERIAL_BEGIN（）;

　　PIN_MODE（DHT11Pin，OUTPUT）;

　　}

　　voidloop（）{

　　start_dht11（）;//讀取濕度溫度和檢核位到dat［］;其中dat［4］是checkSum

　　//根據(jù)datasheet規(guī)定，dat［4］要==（dat［0］+dat［1］+dat［2］+dat［3］）%256

　　//否則表示溝通有錯誤??！

　　PRINT（“currenthumidity=”）;

　　println（dat［0］&0xff，10，serial_puts）;

　　PRINT（“currenttemperature=”）;

　　println（dat［2］&0xff，10，serial_puts）;//顯示溫度的整數(shù)部分；

　　_delay_ms（2000）;

　　}

　　intmain（）

　　{

　　setup（）;

　　while（1）

　　loop（）;

　　}