DHT11温湿度传感器初识

Love小羽 2024-03-22 原文

一、产品概述

DHT11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，应用领域：暖通空调、汽车、消费品、气象站、温度调节器、除湿器、家电、医疗、自动控制等

1、接线方式

VCC：接供电的正极

GND：接地

DAT：接数据

2、特点

相对湿度和温度的测量

全部校准、数字输出

长期稳定性

超长的信号传输距离：20米

4引脚安装：可以买封装好的

完全互换：直接出结果，不用转化

3、数据传送逻辑

只有一根数据线DATA，上官一号发送序列指令给DHT11模块，模块一次完整的数据传输为40bit高位先出

40bit的数据格式

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校验合

二、发送时序检测模块是否存在

时序逻辑分析

对于主机来说：发送时序的开始在a点，结束在d点

1、C51单片机（主机）时序分析

a：dht=1；
b：dht=0；
b、c之间延时30ms;
c：dht=1；
开始读DHT模块有无信号，在40-100μs之间读，比如在60μs的时候读，如果在60μs的时候是低电平，说明模块存在

那怎么看模块是否有回应呢，请看上图中的de段，C51单片机发送完时序信号是处于高电平的状态，当DHT这边有信号过来时，会把信号从高电平状态拉到低电平状态，所以当de=0时，说明DHT模块有数据显示了

那对于单片机来说怎么获取到这个低电平状态呢，那就得去读取de段的数据了，读上面的引脚是否为低电平

从c点到e点共有两种情况：

第一种：cd之间的延时最短时间是20μs，de之间的延时时间是80μs，那么从c点到e点，所需要的延时时间就是20-100μs

第二种：cd之间的延时最长时间是40μs，de之间的延时时间是80μs，那么从c点到e点，所需要的延时时间就是40-120μs

综上述情况，我们要读取它们重合的时间，才能把以上两点都包括在内，重合的时间是40-100μs

2、编写代码检测模块是否存在

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"

sbit dht    = P3^3;
sbit ledOne = P3^7;

void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	_nop_();
	i = 8;
	j = 1;
	k = 243;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay30ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	i = 54;
	j = 199;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay60us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;
	i = 25;
	while (--i);
}

void check_DHT(){

	//a：dht=1；
	dht = 1;
	//b：dht=0；
	dht = 0;
	//b、c之间延时30ms;
	Delay30ms();
	//c：dht=1；
	dht = 1;
	//开始读DHT模块有无信号，在40-100μs之间读，比如在60μs的时候读，如果在60μs的时候是低电平，说明模块存在
	Delay60us();
	if(dht == 0){
		ledOne = 0;     //亮灯，说明DHT模块存在
	}
}

void main()
{
	ledOne = 1;      //灭灯
	Delay1000ms();   //上电后稳定DHT11的供电
	Delay1000ms();
	check_DHT();     //看模块是否存在
	while(1);        //一直循环，不让main退出	
}

执行结果：

当单片机接温湿度传感器的时候，单片机的P3^7小灯就会亮，单片机不接温湿度传感器的时候，小灯就不亮

3、读取DHT11数据的时序分析

a：dht=1；
b：dht=0；
b、c之间延时30ms;
c：dht=1；

由于c点到d点之间有个20-40μs的延时时间，所以不太好找d点的位置，那么怎么找d点的位置呢

采用卡点的方法：

卡d点：while(dht);这时dht=1，当dht=1时，说明一直是高电平信号，当dht不等于1时，条件不满足时，说明信号从高电平下降到低电平了，也就是说找到d点了

卡e点：while(!dht); 这时dht=0，一直处于低电平状态，当dht不等于0时，条件不满足，说明信号从低电平上升到高电平了，也就是找到e点了

卡f点：while(dht);这时dht=1，当dht=1时，说明一直是高电平信号，当dht不等于1时，条件不满足时，说明信号从高电平下降到低电平了，也就是说找到f点了

卡g点：while(!dht); 这时dht=0，一直处于低电平状态，当dht不等于0时，条件不满足，说明信号从低电平上升到高电平了，也就是找到g点了

DHT11传输的有效数据都是高电平，只是持续的时间不一样

表示0时，高电平持续的时间是26-28μs

表示1时，高电平持续的时间是70μs

怎么读取DHT11传送的数据

从g点以后延时一段时间去读数据，比如延时50μs后，如果读到的信号是低电平，说明是数据是0，读到是信号是高电平，说明数据是1，然后读40bit，也是就是读40次，40次分5轮来读，每轮读8次（8bit=1个char）8次形成一个数据

数字0信号表示方法

数字1信号表示方法

三、温湿度通过串口传到PC显示

1、环境准备：C51单片机连接DHT11温湿度传感器；VCC-5V、GND-GND、DAT-接/发数据引脚

2、编写代码

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"

sbit dht    = P3^3;
sbit ledOne = P3^7;
sfr AUXR = 0x8E;
char datas[5];

void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
{
	AUXR = 0x01;   //降低时钟对外界的辐射
	SCON = 0x40;   //串行口寄存器工作模式选择方式1，RNE=0，为串行禁止接收状态
	
	TMOD &= 0x0F;  //定时器1工作方式位8位自动重装
	TMOD |= 0x20;
	
	TH1 = 0xFD; 
	TL1 = 0xFD;   //9600波特率的初值
	TR1 = 1;      //启动定时器
	
}

void sendByte(char data_msg){  //发送字节
	SBUF = data_msg;
	while(!TI);   //智能延时，靠硬件延时
	TI = 0;
}

void sendString(char* str){   //发送字符串

	while(*str != '\0'){
		sendByte(*str);
		str++;
	}
}

void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	_nop_();
	i = 8;
	j = 1;
	k = 243;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay30ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;
	i = 54;
	j = 199;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

void DHT11_Start(){

	dht = 1;
	dht = 0;
	Delay30ms();
	dht = 1;
	while(dht);  //卡d点
	while(!dht); //卡e点
	while(dht);  //卡f点
	
}

void Delay40us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;
	_nop_();
	i = 15;
	while (--i);
}

void Read_Data_From_DHT(){

	int i;
	int j;
	char tmp;           //用来进行移位，用来获得最低位
	char flag;          //标志位
	DHT11_Start();
	for(i=0;i<5;i++){

		for(j=0;j<8;j++){
			while(!dht);  //卡g点
			Delay40us();  //延时40us
			if(dht == 1){
				flag = 1;
				while(dht);
			}else{    
				flag = 0;
			}
			tmp = tmp << 1;
			tmp |= flag;
		}
		datas[i] = tmp;
	}
}

void main()
{
	ledOne = 1;      //灭灯
	UartInit();      //初始化一个串口
	Delay1000ms();   //上电后稳定DHT11的供电
	Delay1000ms();
	
	while(1){
		Delay1000ms();
		Read_Data_From_DHT();          //获取DHT数据
		
		sendString("H:");              //发送字符串
		sendByte(datas[0]/10 + 0x30);  //发送第1个bit字节，获取湿度的整数位
		sendByte(datas[0]%10 + 0x30);
		sendByte('.');
		sendByte(datas[1]/10 + 0x30);  //发送第2个bit字节，获取湿度的小数位
		sendByte(datas[1]%10 + 0x30);
		sendString("\r\n");            //自动换行
		
		sendString("T:");
		sendByte(datas[2]/10 + 0x30);  //发送第3个bit字节，获取温度的整数位
		sendByte(datas[2]%10 + 0x30);
		sendByte('.');
		sendByte(datas[3]/10 + 0x30);  //发送第4个bit字节，获取温度的小数位
		sendByte(datas[3]%10 + 0x30);
		sendString("\r\n");            //自动换行
		
	}    	
}

3、执行结果：

四、温湿度检测小系统——使数据显示在LCD1602液晶板上

1、环境准备：C51单片机连接DHT11温湿度传感器和LCD1602液晶板

下面的链接里有C51单片机和LCD1602液晶板的连接方式

初识LCD1602及编程实现字符显示_Love小羽的博客-CSDN博客