基于arduino的dht11溫濕度傳感器的使用

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、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增強型單片機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：

(1)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。

(2)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。

(3)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發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。[!--empirenews.page--]

通訊過程

總線空閑狀態(tài)為高電平，主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng)，主機把總線拉低必須大于18毫秒，保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機的開始信號后，等待主機開始信號結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號。主機發(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();

}