温湿度传感器---DHT11

一、DHT11介绍
二、DHT11原理图
三、DHT11工作原理和时序
- [3.1 DHT11工作时序](#3.1 DHT11工作时序)
四、DHT11代码

一、DHT11介绍

DHT11数字温湿度传感器 是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，传感器内部包括一个8位单片机 控制一个电阻式感湿元件 和一个NTC测温元件
类单总线协议传输数据，使用简单便捷
测量温度范围在0-50℃，分辨率为1℃，误差在±2℃。湿度的测量范围位20%-95%RH，分辨率为1%RH，误差在±5%RH
工作电压：3.3V-5.5V

二、DHT11原理图

下图为DHT11和单片机之间的接线图
DHT11的数据输出口接单片机的IO口，需要上拉一个5K左右的上拉电阻，保证空闲时刻处在高电平

下图为DHT11电路原理图
如下图中，DHT11一般都是内置上拉电阻的，不需要自行加装

三、DHT11工作原理和时序

DHT11采用类单总线协议传输数据，与1-Wire协议存在异同之处
DHT11一次通信时间4ms左右，仪器上电后，要等待1s以越过不稳定状态，在此期间无需发送任何指令
数据分为小数部分 和整数部分 ，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 +8bit温度整数数据 +8bit温度小数数据 +8bit校验

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

校验可以判断数据是否正确发送

3.1 DHT11工作时序

主机发送起始信号以后，DHT11发送响应信号，然后发送40bit的数据，高位在前

下图为总时序图

起始信号 ：总线空闲状态 由DHT11内置上拉电阻拉高，主机拉低总线至少18ms 后释放总线20-40us
DHT11响应 ：存在的DHT11会及时响应主机，同时拉低总线80us 后，释放总线80us ，然后拉低总线，表示开始传送数据
发送数据 ：当总线是低电平 是表示开始发送数据，同时存在50us低电平时隙 ，之后拉高总线，高电平的持续时间 表示发送0或者1，当高电平持续时间为26us-28us 表示发送0 ，高电平持续时间为70us 时，表示发送1
数据发送完毕，由上拉电阻拉高，置回空闲高电平状态

四、DHT11代码

DHT11与STM32单片机连接使用时，需要将VCC接3.3V，GND接地，DAT接IO口，由于DHT11内置上拉电阻，可以将IO口配置成开漏输出模式，这样就不需要切换输入输出模式

如果配置成推挽输出模式，只能输出，不能输入，还需要在STM32接收数据时，配置成输入模式，比较麻烦

下面为DHT11代码

其中包括时序部分，起始信号、DHT11响应、DHT11发送数据

DHT11_ReadData()函数中，需要校验STM32接收的数据是否正确

c 复制代码

/*
@brief:DHT11初始化
@param:无
@retval:无
*/
void DHT11_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	//开启GPIOA时钟
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;
	GPIO_Initstructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;		//开漏输出
	GPIO_Initstructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
	GPIO_Initstructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstructure);					//初始化GPIOPA7
	
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7);							//默认高电平
}

/*
@brief:置PA7高低电平
@param:BitValue:1|0
@retval:无
*/
void WriteIO(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_7,(BitAction)BitValue);
}

/*
@brief:DHT11起始信号
@param:无
@retval:无
*/
void DHT11_Start()
{
	WriteIO(0);		//主机拉低总线
	Delay_ms(20);	//至少拉低18ms
	WriteIO(1);		//释放总线
	Delay_us(30);	//释放总线20~40us
}

/*
@brief:起始信号以后检测DHT11的响应信号
@param:无
@retval:stateData,1表示DHT11响应,-1表示DHT11无响应
*/
uint8_t DHT11_Check()
{
	uint8_t stateData = 0;
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7) == RESET)//DHT11收到起始信号后会把总线拉低
	{
		Delay_us(80);//等待80us
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7) == SET)//DHT11拉高表示响应信号有用
		{
			stateData = 1;
		}
		else
		{
			stateData = 2;
		}
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7) == SET);//引脚恢复低电平则表示传感器准备发数据
	}
	return stateData;
}
/*
@brief:接收DHT11传感器的一个字节数据
@param:无
@retval:Byte:接收的数据
*/
uint8_t DHT11_ReadByte()
{
	uint8_t i,Byte = 0x00;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7) == RESET);//DHT11每发一位数据之前,都先拉低,所以等待总线拉高
		Delay_us(40);//等待40us
		//高电平持续时间26-28us为0,70us为1
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7))
		{
			Byte |= (0x80>>i);//高位在前
		}
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_7) == SET);//等待高电平结束,为下一次接收数据做准备
	}
	return Byte;
}

/*
@brief:接收DHT11传感器的温度和湿度
@param1:
@param1:
@retval:Byte:接收的数据
*/
uint8_t DHT11_ReadData(uint8_t *Hum,uint8_t *FHum,uint8_t *Temp,uint8_t *FTemp)
{
	uint8_t Buf[5];
	uint8_t i,Flag = 0;
	DHT11_Start();//起始信号
	if(DHT11_Check() == 1)//DHT11正确响应
	{
		for(i=0;i<5;i++)
		{
			Buf[i] = DHT11_ReadByte();//读取5个字节存在数组中
		}
		Delay_us(60);//保证完整读取
		if(Buf[0] + Buf[1] + Buf[2] + Buf[3] == Buf[4])//校验数据是否有效,如果有效
		{
			*Hum = Buf[0];		//湿度整数部分
			*FHum = Buf[1];		//湿度小数部分
			*Temp = Buf[2];		//温度整数部分
			*FTemp = Buf[3];	//温度小数部分
			Flag = 2;			//验证读取数据是否正确
			return Flag;
		}
		else//校验失败
		{
			*Hum = 0xFF;
			*FHum = 0xFF;
			*Temp = 0xFF;
			*FTemp = 0xFF;
		}
	}
	else//DHT11无响应
	{
		*Hum = 0xFF;
		*FHum = 0xFF;
		*Temp = 0xFF;
		*FTemp = 0xFF;
	}
}

主函数中调用函数，即可显示温湿度，湿度无小数位

c 复制代码

DHT11_ReadData(&Hum_int,&Hum_dec,&Temp_int,&Temp_dec);	//读取DHT11的值,湿度整数,湿度小数,温度整数,湿度小数
OLED_ShowNum(40,25,Temp_int,2,OLED_8X16);			//温度整数部分
OLED_ShowChar(56,25,'.',OLED_8X16);
OLED_ShowNum(60,25,Temp_dec,1,OLED_8X16);			//温度小数部分
OLED_ShowNum(95,25,Hum_int,2,OLED_8X16);			//湿度整数部分