DHT11温湿度传感器模块使用方法和驱动代码实现

46 阅读3分钟

DHT11电气参数

电源电压:3~5.5V(典型值:5V);

温度量程:0~50℃,误差 ±2℃;

湿度量程:20~90%RH,误差 ±5%RH;

采样周期:大于等于1秒/次。

 

DHT11硬件原理图

数据总线DATA使用上拉电阻拉高,因此总线空闲时为高电平。上拉电阻阻值推荐范围:4.7K~5.1K。

必要时在VDD和GND之间并一个100nF的去耦电容。

 

 

DHT11的工作原理

DHT11使用单一总线通信,即DATA引脚和单片机连接的线。总线总是处于空闲状态通信状态这个2个状态之间。

当单片机没有与DHT11交互时,总线处于空闲状态,在上拉电阻的作用下,处于高电平状态。

当单片机和DHT11正在通信时,总线处于通信状态,一次完整的通信过程如下:

①单片机将驱动总线的IO配置为输出模式。准备向DHT11发送数据。

②单片机将总线拉低至少18ms,以此来发送起始信号。再将总线拉高并延时20~40us,以此来代表起始信号结束。

③单片机将驱动总线的IO配置为输入模式,准备接收DHT11回传的数据。

④当DHT11检测倒单片机发送的起始信号后,就开始应答,回传采集到的传感器数据。DHT11先将总线拉低80us作为对单片机的应答(ACK),然后接着将总线拉高80us,准备回传采集到的温湿度数据。温湿度数据以固定的帧格式发送,具体格式如下图:

可以发现一帧为40个bit,而每一个bit的传输时序逻辑为:每一个bit都以50us的低电平(DHT11将总线拉低)为先导,然后紧接着DHT11拉高总线,如果这个高电平持续时间为26~28us,则代表逻辑0,如果持续70us则代表逻辑1。

⑤当一帧数据传输完成后,DHT11释放总线,总线在上拉电阻的作用下再次恢复到高电平状态。 

 

注意事项

1、DHT11上电后,要等待 1秒 以越过不稳定状态,在此期间不能发送任何指令。

2、DHT11属于低速传感器,两次通信请求之间的间隔时间不能太短,一般来说要不能低于1秒。 

3、当前DHT11通信帧的小数部分默认都是0,厂商预留给以后实现。所以一般只读取整数值部分即可。校验和定义为:前4个Byte的总和的低8位。

Ardunio驱动代码

在DFRobot官网可以找到DHT11模块驱动库,但出于学习和讲解的目的,下面给出了我自己的驱动实现源代码。使用C语言编写,并在Arduino上测试。

//file:dht11.h
//author:lulipro
//date:2019-5-5


#ifndef DHT11\_H\_\_
#define DHT11_H__

#include <stdint.h>

#ifdef \_\_cplusplus
extern "C" {
#endif


#define DHT11_OK         (0)     //读取成功
#define DHT11_TIMEOUT    (-1)    //DHT11响应超时
#define DHT11_CHECKERROR (-2)    //数据帧校验错误

void DHT11\_init(uint8\_t pin);
int  DHT11_read(uint8_t* temperature,uint8_t* humidity );


#ifdef \_\_cplusplus
}
#endif

#endif