
DHT11和DHT学习单总线通信中常见的传感器,在毕业设计中常用于测量环境的温湿度数据。
下面对DHT11和DHT简单对比21:
DHT11:
测量范围:20-90% RH 0-50℃
测湿精度:±5% RH
测温精度:±2℃
分辨力:1
DHT11引脚说明(正面看,左边1脚):
DHT21(AM2301):
测量范围:0-99.9% RH -40~ 80℃
测湿精度:±3% RH
测温精度:±0.5℃
分辨力:0.1%RH/0.1℃
典型应用电路:
说明:
(1)、DHT11和DHT供电范围为3V~5.5V,对于STM32单片机,我们VDD引脚接3.3V即可;
(2)、DHT11手册说,SDA当数据引脚接线长度小于20米时,使用5米K上拉电阻。大于20米时,根据实际情况使用适当的上拉电阻;
(3)、DHT11上电后,需要等待11s通过不稳定状态,在此期间无需发现任何指令;我试着通电读取,回到温湿度值为0,1S温湿度值可恢复正常;
(4)电源引脚(VDD,GND)可以增加1000nF用于去耦滤波的电容器。
DHT11和DHT21的时序基本相同,以下是DHT以11时序图为例进行分析:
注意:DHT11和DHT主线拉低时间不同,DHT11主机(MCU)至少拉低18ms,DHT21主机(MCU)至少拉低500us,为了在程序上兼容,我们通常将总线降低25ms,这样DHT11和DHT21驱动程序可以兼容。
DHT11总线驱动过程:
1、MCU发送开始信号
总线的空闲状态是高电平,主机拉下总线等待DHT11响应;
与MCU相连的SDA数据引脚置为输出模式;
主机将总线拉低至少18毫秒,然后拉高20-40毫秒us等待DHT返回响应信号;
2、读取DHT11响应
SDA数据引脚设置为输入模式;
DHT检测到启动信号后,总线将降低80us,然后拉高80us作为响应;
3、DHT11送出40bit数据
注意:高位在前
40bit数据包数据(5字节数据):
DHT11
数据格式: 40bit数据=8位湿度整数 8位湿度小数 8位温度整数 8位温度小数 8位校验
DHT21
数据格式: 40bit数据=16bit湿度数据 16bit温度数据 8bit校验和
例子: 接收40bit数据如下:
0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110
湿度数据 温度数据 校验和
湿度高8位 湿度低8位 温度高8位 温度低8位=和的低8位=校验和
例如:0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111=1110 1110
二进制湿度数据 0000 0010 1000 1100 ==>十进制:652,除以10为湿度值;
湿度=65.2%RH
二进制温度数据 0000 0001 0101 1111 ==>转为十进制:351,除以10为温度值;
温度=35.1℃
当温度低于0℃温度数据最高位置1。
例如:-10.1℃表示为1000 0000 0110 0101
注意:DHT21温湿度数据为16位,DHT11数据为8位,因此尽管两者的时序相同,但不能用相同的数据类型来计算。
/** * @brief 读取40bit数据 * @param none. * @retval 1 读取成功,0读取失败. */ int DHT11_ReadData(void) { unsigned int cout = 1; unsigned int T_H, T_L, H_H, H_L, Check; //设置IO为输出模式 DHT_Set_Output(); //1、MCU发送开始信号 DHT_ResetBit(); delay_ms(25); /至少拉18ms DHT_SetBit(); delay_us(20); //拉高20~40us //设置IO口为输入模式 DHT_Set_Input(); //2、读取DHT11响应 if(DHT_ReadBit() == Bit_RESET) { //等待80us的低电平 cout = 1; while(!DHT_ReadBit() && cout ); //等待80us的高电平 cout = 1; while(DHT_ReadBit() && cout ); //3、DHT11送出40bit数据 //读取8bit湿度整数数据 H_H = DH21_ReadByte(); //读取8bit湿度小数据 H_L = DH21_ReadByte(); //读取8bit温度整数数据 T_H = DH21_ReadByte(); //读取8bit温度小数据 T_L = DH21_ReadByte(); ///阅读8位的校准和 Check = DH21_ReadByte(); ///检查数据是否合法,合法地将数据保存到全局结构变量中备用 if(Check == (H_H H_L T_H T_L)) { DHT11.Hum_H = H_H; DHT11.Hum_L = H_L; DHT11.Tem_H = T_H; DHT11.Tem_L = T_L; return 1; } else { return 0; } } return 0; }
上面读取40bit在数据函数中读取单字节(8bit)数据的函数DH21_ReadByte();这里涉及1bit判断数据是0还是1的规则。
数据‘0’还是‘1’判断规则:
位数据0格式为:50 微秒的低电平和 26-28 微秒高电平,
位数据1格式为:50 微秒低电平加 高电平70微秒。
1、等待50us低电平结束
接收数据时,低电平时间为50us,数据是0还是1取决于低电平背后的高电平时间;
假如不考虑低电平时间,我们可以简化程序,先等低电平过去;
2.数据拉高后,判断30us后数据总线电平的高低
等数据线拉高,再延迟30us,因为30us大于28us且小于70us,此时检测数据线是否为高,若为高,则数据判定为1,否则为0。
函数的具体实现如下:/p>
/**
* @brief 读取8bit 数据
* @param none.
* @retval none.
*/
int DH21_ReadByte(void)
{
int data=0;
char i;
char cout;
for(i=0; i<8; i++)
{
//1、等待50us低电平结束
cout=1;
while(!DHT_ReadBit() && cout++);
//2、数据拉高后,判断30us后数据总线电平的高低
//延时30us之后读取IO口的状态
delay_us(30);
//先把上次的数据移位,再保存本次的数据位。
data = data << 1;
if(DHT_ReadBit() == Bit_SET)
{
data |= 1;
}
//等待输入的是低电平(高电平结束),进入下一位数据接收
cout=1;
while(DHT_ReadBit() && cout++);
}
return data;
}
40bit数据处理,得到温湿度数据:
/**
* @brief 获取温度
* @param none.
* @retval Temp, 温度值
*/
int DHT11_GetTem(void)
{
//return (DHT11.Tem_H << 8 | DHT11.Tem_L); //DHT21
return (DHT11.Tem_H*10 + DHT11.Tem_L); //DHT11
}
/**
* @brief 获取湿度
* @param none.
* @retval Hum,湿度值
*/
int DHT11_GetHum(void)
{
//return (DHT11.Hum_H << 8 | DHT11.Hum_L); //DHT21
return (DHT11.Hum_H*10 + DHT11.Hum_L); //DHT11
}
注意:上面函数得到的数据为真实温湿度值的放大10倍之后的值,使用时,需将函数的返回值除以10才为真实值;
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