數(shù)字溫濕度傳感器DHT11詳解及例程利用串口顯示

1、數(shù)字溫濕度傳感器DHT111、概述3H日DHTxx系列數(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 性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式測濕元件和一個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DHTxx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)以程序的形式儲存在 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)。單線制串行輸出接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的 功耗，使其成為各類

2、應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。本產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。2、產(chǎn)品特性濕溫度傳感器的一體化結(jié)構(gòu)能相對的同時對相對濕度和溫度進行測量。數(shù)字信號輸出，從而減少用戶信號的預(yù)處理負擔(dān)。單總線結(jié)構(gòu)輸出有效的節(jié)省用戶控制器的I/O 口資源。并且，不需要額外電 器元件。獨特的單總數(shù)據(jù)傳輸線協(xié)議使得讀取傳感器的數(shù)據(jù)更加便捷。全部校準(zhǔn)。編碼方式為8位二進制數(shù)。40bit二進制數(shù)據(jù)輸出。其中濕度整數(shù)部分占IByte,小數(shù)部分IByte;溫度 整數(shù)部分IByte，小數(shù)部分IByte。其中，濕度為高16位。最后IByte為校驗和。卓越的長期穩(wěn)定性，超低功耗。4引腳安裝，超小尺寸

3、。 各型號管腳完全可以互換。 測量濕度范圍從20% RH到90% RH測量溫度范圍從0C到50C。 適用范圍包括恒濕控制，消費家電類產(chǎn)品，溫濕度計等領(lǐng)域。3、外型與引腳排列 W'"lrWnosong DHTxx12 3 4DoufACC底視圖引腳說明：Vcc正電源Dout輸出NC空腳 GND 地-1 -圖3.0 DHT外型及管腳4、詳細引腳說明：1、 2、 3、傳感器管腳方向識別：正面(有通氣孔的一面)看過去，從左到右依次為 4腳。表4.0:弓I腳說明引腳號手引腳名稱久類型引腳說明1VCC電源E電源輸入，3V-5.5V DC2Dout輸出單總線。數(shù)據(jù)輸入/輸出引丿3NC空空腳

4、。擴展未用4GND地電源地卻電源引腳，DHTxx的供電電壓為3.55.5V。傳感器上電后，要等待 1s以越過 不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間不要發(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。5、訂貨信息型號測量范圍測濕精 度測溫精 度分辨 力封裝DHT1120- 90% RH0 50 C± 5%RH± 2C14針單排 直插6、傳感器性能說明參數(shù)條件1MinTyp Max單位濕度分辨率1 11%RH81 Bit 1重復(fù)性1± 1%RH精度25 C± 4%RH0 50C± 5%RH互換性11可完全互換量程范圍OC

5、3090%RH25C2090%RH50C2080%RH響應(yīng)時間1/e(63%)25 C，1m/s 空氣61015S遲滯1± 1%RH長期穩(wěn)定性1典型值± 1 1 %RH/yr溫度分辨率111C888Bit重復(fù)性1± 1C精度1± 1± 2 C量程范圍1050C響應(yīng)時間'1/e(63%)6130S7、連接接口說明DHTx數(shù)字濕溫度傳感器連接電路簡單，只需要占用控制器一個 I/O 口即可完成上 下位的連接。典型應(yīng)用電路如下圖所示。另外，建議連接線長度短于 20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，如圖 5.0所示。

6、圖5.0典型電路連接8數(shù)據(jù)格式及處理8.1、格式數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式。即，單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（ 40Bit）組成。一次通訊時間最大3ms,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。DATA用于微處理器與 DHTxx之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式,當(dāng)前小 數(shù)部分用于以后擴展，現(xiàn)讀出為0。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)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。具體見表6.1：濕度溫度 校驗整數(shù)小數(shù)整數(shù)小數(shù)88B

7、it8Bit8Bit8BBit8.2、數(shù)據(jù)編碼及處理傳感器數(shù)據(jù)輸出的是未編碼的二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)（濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù)）之間應(yīng)該分開處理。如果，某次從傳感器中讀取如下 5Byte數(shù)據(jù)：byte4 byte3 byte2 bytel byteO00101101 00000000 00011100 00000000 01001001整數(shù)小數(shù)整數(shù)小數(shù)校驗和濕度溫度校驗和由以上數(shù)據(jù)就可得到濕度和溫度的值，計算方法：humi （濕度）=byte4 . byte3=45.0 （% RHtemp （溫度）=byte2 . byte1=28.0 （ T）jiaoya n（校驗）=byte4+ byte3+ b

8、yte2+ byte1=739、時序DHTx傳感器是通過奧松電子有限公司開發(fā)的單總線協(xié)議和上位機（控制器）進行數(shù)據(jù) 通信。DHTx傳感器需要嚴(yán)格的讀寫協(xié)議來確保數(shù)據(jù)的完整性。整個讀寫分為，上位機 發(fā)送起始信號，上位機接收下位機發(fā)來的握手響應(yīng)信號，讀0'和讀1'四個步驟。所有的信號除主機啟動復(fù)位信號外，全部都由 DHTx產(chǎn)生。通過單總線訪問DHTxxiK序歸納如下：主機發(fā)開始信號主機等待接收DHTxx向應(yīng)信號主機連續(xù)接收40Bit的數(shù)據(jù)和校驗和數(shù)據(jù)處理用戶主機發(fā)送一次開始信號（低電平）DHT從低速模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開 始信號結(jié)束（拉高）后，DHT發(fā)送響應(yīng)信號,送出40b

9、it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)。注意：總線線空閑狀態(tài)為高電平，主機把總線線拉低等待DHT 響應(yīng),主機把總線線拉低必須大于18毫秒，保證DHT能檢測到起始信號。DHT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DHT的回應(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，總線線由上拉電阻拉高。9.2、DHT開始發(fā)送數(shù)據(jù)流程*1主枷發(fā)卄匕*1 "HT響應(yīng)I媼詩號 II輸MI竝ft井II扌立斉廷時Ift號純Sfl：主機伯號MITft 號圖7.2讀DHT數(shù)據(jù)流程主機發(fā)

10、送開始信號后，延時等待20us-40uSf讀取DHT的回應(yīng)信號，讀取總線為低 電平，說明DHT發(fā)送響應(yīng)信號，DHT發(fā)送響應(yīng)信號后，再把總線拉高，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù), 每一bit數(shù)據(jù)都以低電平開始，格式見下面圖示。如果讀取響應(yīng)信號為高電平，則DHT 沒有響應(yīng)，請檢查線路是否連接正常。9. 3、數(shù)字0'言號表示方法圖7.3信號0'時序圖26-2Sns 表示W(wǎng)單總線信號線說明:主機信號DHT信號數(shù)字0表示方法為，首先DHT把總線拉低12-14US然后拉高，高電平保持時間在 26-28uS這個范圍內(nèi)。則此比特為 0'電平。9. 4、數(shù)字T信號表示方法圖7.4信號1'時序圖vc

11、c-116-llSus殊7下一bit開始GND單總線一（瞬信號線說明：主機信號DHT信號數(shù)字1'表示方法為，首先DHT把總線拉低12-14US然后拉高，高電平保持時間 在116-118uS這個范圍內(nèi)。則此比特為1''電平。10、測量分辨率測量分辨率分別為8bit （溫度）、8bit （濕度）。11、電氣特性VDD=5V , T = 25 C，除非特殊標(biāo)注12、應(yīng)用信息12.1工作與貯存條件12.2暴露超出建議的工作范圍可能導(dǎo)致高達3%R的臨時性漂移信號。返回正常工作 條后，傳感器會緩慢地向校準(zhǔn)狀態(tài)恢復(fù)。要加速恢復(fù)進程/可參閱7.3小節(jié)的 恢 復(fù)處理”。在非正常工作條件下

12、長時間使用會加速產(chǎn)品的老化過程。在化學(xué)物質(zhì)中電阻式濕度傳感器的感應(yīng)層會受到化學(xué)蒸汽的干擾，化學(xué)物質(zhì)在感應(yīng)層中 的擴散可能導(dǎo)致測量值漂移和靈敏度下降。在一個純凈的環(huán)境中，污染物質(zhì)會緩 慢地釋放出去。下文所述的恢復(fù)處理將加速實現(xiàn)這一過程。高濃度的化學(xué)污染會 導(dǎo)致傳感器感應(yīng)層的徹底損壞。12.3恢復(fù)處理置于極限工作條件下或化學(xué)蒸汽中的傳感器，通過如下處理程序，可使其 恢復(fù)到校準(zhǔn)時的狀態(tài)。在50-60 C和 10%RH勺濕度條件下保持2小時(烘干)； 隨后在20-30 C和70%R的濕度條件下保持5小時以上。12.4溫度影響氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測量濕度時，應(yīng)盡可能 保證濕度傳

13、感器在同一溫度下工作。如果與釋放熱量的電子元件共用一個印刷線 路板，在安裝時應(yīng)盡可能將DHT1遠離電子元件，并安裝在熱源下方，同時保持 外殼的良好通風(fēng)。為降低熱傳導(dǎo)，DHT1與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可 能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。12.5光線長時間暴露在太陽光下或強烈的紫外線輻射中，會使性能降低。12.6配線注意事項DAT信號線材質(zhì)量會影響通訊距離和通訊質(zhì)量,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。13、封裝信息12mm12mm15.5mm15.5mm1 pin8mm8mmT 卜 2.54mm 正面2.54iTim15.5mrrt8mm背面14、焊接信息手動焊接，在最高260C的溫度條件下接觸時間

14、須少于10秒。15、注意事項(1) 避免結(jié)露情況下使用。(2) 長期保存條件：溫度10-40C,濕度60%以下。例程：/*/ / DHT21 使用范例/單片機 ： AT89S52 或 STC89C52RC/ 功能 ：串口發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù) 波特率 9600/硬件連接： P2.0 口為通訊口連接 DHT11,DHT11 的電源和地連接單片機的電源和地， 單片 機串口加 MAX232 連接電腦/*/ #include <reg51.h>#include <intrins.h>/typedef unsigned char 位整型變量 */U8;/* defined for uns

15、igned 8-bits integer variable無符號typedef signed char 號 8 位整型變量 */S8;/* defined for signed 8-bits integer variabletypedef unsigned int 位整型變量 */U16;/* defined for unsigned 16-bits integer variable無符號16typedef signed int 位整型變量 */S16;/* defined for signed 16-bits integer variable有符號16typedef unsigned lon

16、g 號 32 位整型變量U32;/* defined for unsigned 32-bits integer variable*/typedef signed 位整型變量 */longS32;/* defined for signed 32-bits integer variable有符號32typedef float 點數(shù)( 32 位長度) typedef double 浮點數(shù)( 64 位長度) /F32;/* single precision floating point variable (32bits)單精度浮*/F64;*/* double precision floating p

17、oint variable (64bits)雙精度/IO 口定義區(qū)sbitP2_0=P2人0 ;sbitP2_1=P 2人1;sbitP2_2=P 2人2 ;sbitP2_3=P2人3 ;/- 定義區(qū)/#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define Data_0_time 4/U8U8U8U8FLAG,k;U8count,U8temp;U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8comdata;outdata5; /定義發(fā)送的字節(jié)數(shù) ind

18、ata5;count, count_r=0;str5="RS232"U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_t emp;U8U8U8U8U8U16 U16temp1,U16temp2;SendData(U8 *a)outdata0 = a0; outdata1 = a1; outdata2 = a2; outdata3 = a3; outdata4 = a4; count = 1; SBUF=outdata0;void Delay(U16 j) U8 i;fo

19、r(;j>0;j-)for(i=0;i<27;i+);void Delay_10us(void)U8 i;i-;i-;i-;i-;i-;i-;void COM(void)U8 i; for(i=0;i<8;i+) U8FLAG=2;/P2_1=0 ; /TP2_1=1 ; /T/ while(!P2_0)&&U8FLAG+);Delay_10us();Delay_10us();/ Delay_10us();U8temp=0;if(P2_0)U8temp=1;U8FLAG=2;while(P2_0)&&U8FLAG+);/P2_1=0 ; /TP

20、2_1=1 ; /T/超時則跳出 for 循環(huán) if(U8FLAG=1)break;/判斷數(shù)據(jù)位是 0還是 1 / 如果高電平高過預(yù)定 0 高電平值則數(shù)據(jù)位為 1U8comdata<<=1;/0U8comdata|=U8temp;/rof/ 濕度讀取子程序 / 以下變量均為全局變量 /溫度高 8 位= U8T_data_H-/溫度低 8 位= U8T_data_L-/濕度高 8 位= U8RH_data_H/濕度低 8 位= U8RH_data_L-/ 校驗 8 位 = U8checkdata/ 調(diào)用相關(guān)子程序如下 / Delay();, Delay_10us();,COM();/

21、void RH(void)/主機拉低 18msP2_0=0;Delay(180);P2_0=1;/ 總線由上拉電阻拉高 主機延時 20usDelay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();/ 主機設(shè)為輸入 判斷從機響應(yīng)信號P2_0=1;/ 判斷從機是否有低電平響應(yīng)信號 如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運行 if(!P2_0) /T !U8FLAG=2;/ 判斷從機是否發(fā)出 80us 的低電平響應(yīng)信號是否結(jié)束while(!P2_0)&&U8FLAG+);U8FLAG=2;/ 判斷從機是否發(fā)出 80us 的高電平，如發(fā)出則進入數(shù)據(jù)接收

22、狀態(tài) while(P2_0)&&U8FLAG+);/數(shù)據(jù)接收狀態(tài)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;/數(shù)據(jù)校驗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;/fi/fi/main()功能描述：AT89C5111.