51单片机 DHT11温湿度传感器LCD显示+串口打印显示

第一部分：DHT11详解:

DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 精度湿度±5%RH， 温度±2℃，量程湿度20-90%RH， 温度0~50℃。

**一.电路连接分析

1.引脚图**
**

这里特别注意，该实验选择P3^6引脚位DATA数据引脚，其他引脚可以修改

**

2.实物图

二、数据分析

1.数据采集及时序分析
DHT11采用单总线通信，单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制均由单总线完成。

传送数据位定义
DATA 管脚用于DHT11与单片机之间的通讯和同步,采用单总线数据格式，一次传送40 位数据，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 校验位。
注：其中湿度小数部分为0。

校验位数据定义
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 校验位，如果以上等式成立，则本次传感器采集的数据有效，否则无效

数据位的定义
0011 0101 0000 0000 0001 1000 0000 0100 0101 0001
湿度高8 位 湿度低8 位 温度高8 位 温度低8 位 校验位
计算： 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0100 = 0101 0001，接收数据正确。
湿度：0011 0101(整数)=35H=53%RH 0000 0000(小数)=00H=0.0%RH =>53%RH + 0.0%RH = 53.0%RH
温度：0001 1000(整数)=18H=24℃ 0000 0100(小数)=04H=0.4℃ =>24℃ + 0.4℃ = 24.4℃

2.时序分析

用户主机（MCU）发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出 40bit 的数据，幵触发一次信采集，依次轮回

总时序图

开始时序：

单片机连接DHT11的DATA引脚的I/O口输出低电平，且低电平保持时间不能小于 18ms，然后等待 DHT11 作出应答信号。

应答信号时序：

DHT11 的 DATA 引脚检测到外部信号有低电平时， 等待外部信号低电平结束， 延迟后 DHT11 的 DATA引脚处于输出状态，输出 80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出 80 微秒的高电平通知外设准备接收数据。

接收数据

位数据“0”的格式为： 50 微秒的低电平和 26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为： 50 微秒的低电平加 70微秒的高电平

第二部分：代码分析

---

main,c

---

/*******************************************************************************
* 实验名			   :温度显示实验
* 使用的IO	     : 
* 实验效果       :1602显示温度
*	注意					 ：
*******************************************************************************/

#include
#include"lcd.h"
#include
#include

sbit Temp_data=P3^6;
/*******************************************************************************
* 函数名         : main
* 函数功能		   : 主函数
* 输入           : 无
* 输出         	 : 无
*******************************************************************************/
unsigned int rec_dat[4];
//unsigned char data_byte;
//unsigned char rec_dat_lcd=[4];
unsigned char rec_dat_lcd0[6];
unsigned char rec_dat_lcd1[6];
unsigned char rec_dat_lcd2[6];
unsigned char rec_dat_lcd3[6];

//定义
void DHT11_delay_us(unsigned char n);
void DHT11_delay_ms(unsigned int z);
void DHT11_start();
unsigned char DHT11_rec_byte();
void DHT11_receive();
void InitUART(void);


//主函数
void main()
{
	
	
	//unsigned char i,j;
	InitUART();
	P1=0xf0;
	InitLcd1602();
	LcdShowStr(0,0,"Humi:");
	LcdShowStr(0,1,"Temp:");

	EA = 1;                  //开总中断
	while(1)
	{
		DHT11_delay_ms(150);
		DHT11_receive();

		
		sprintf(rec_dat_lcd0,"%d",rec_dat[0]);
		sprintf(rec_dat_lcd1,"%d",rec_dat[1]);
		sprintf(rec_dat_lcd2,"%d",rec_dat[2]);
		sprintf(rec_dat_lcd3,"%d",rec_dat[3]);
		DHT11_delay_ms(100);
		
		//湿度
		LcdShowStr(6,0,rec_dat_lcd0);
		LcdShowStr(8,0,".");
		LcdShowStr(9,0,rec_dat_lcd1);
		LcdShowStr(10,0," %");
		
		//温度
		LcdShowStr(6,1,rec_dat_lcd2);
		LcdShowStr(8,1,".");
		LcdShowStr(9,1,rec_dat_lcd3);
		LcdShowStr(10,1," C");
		
		
	
		//下面通过串口助手打印温度
		
		printf("Humi:%d.%d \n",rec_dat[0],rec_dat[1]);
		printf("Temp:%d.%d °C\n",rec_dat[2],rec_dat[3]);
		
		
		
	}
}



//DHT11起始信号

void DHT11_start()	
{
	Temp_data=1;
	
	DHT11_delay_us(2);
	
	Temp_data=0;
	
	DHT11_delay_ms(20);
	
	Temp_data=1;
	
	DHT11_delay_us(13);
	

}

//接收一个字节


unsigned char DHT11_rec_byte()
{
	
	unsigned char i,dat;

	
	for(i=0;i<8;i++)
	{
			while(!Temp_data);
		  DHT11_delay_us(8);
			dat<<=1;
			if(Temp_data==1)
			{
				dat+=1;
			}
			while(Temp_data);
	}

	return dat;

	
}


//接收温湿度数据
void DHT11_receive()
{
	unsigned int R_H,R_L,T_H,T_L;
	unsigned char RH,RL,TH,TL,revise;
	
	DHT11_start();
	Temp_data=1;
	if(Temp_data==0)
	{
		while(Temp_data==0);   //等待拉高     
        DHT11_delay_us(40);  //拉高后延时80us
		
        R_H=DHT11_rec_byte();    //接收湿度高八位  
        R_L=DHT11_rec_byte();    //接收湿度低八位  
        T_H=DHT11_rec_byte();    //接收温度高八位  
        T_L=DHT11_rec_byte();    //接收温度低八位
        revise=DHT11_rec_byte(); //接收校正位

        DHT11_delay_us(25);    //结束

        if((R_H+R_L+T_H+T_L)==revise)      //校正
        {
            RH=R_H;
            RL=R_L;
            TH=T_H;
            TL=T_L;
	
        } 
        /*数据处理，方便显示*/
        rec_dat[0]=RH;
        rec_dat[1]=RL;
        rec_dat[2]=TH;
        rec_dat[3]=TL;

	}
	
}

//延时us   --2*n+5us
void DHT11_delay_us(unsigned char n)
{
    while(--n);
}

//延时ms
void DHT11_delay_ms(unsigned int z)
{
   unsigned int i,j;
   for(i=z;i>0;i--)
      for(j=110;j>0;j--);
}


void InitUART(void)//使用定时器1作为串口波特率发生器
{

	SCON=0x40;					//串口通信工作方式1
	REN=1;						//允许接收
	TMOD=0x20;					//定时器1的工作方式2
	TH1=0xF3,TL1=0xF3;		
	TI=1;                       //这里一定要注意
	TR1=1;	

}

Lcd.c

#include"lcd.h"


//void Read_Busy()           //忙检测函数，判断bit7是0，允许执行；1禁止
//{
//    unsigned char sta;      //
//    LCD1602_DB = 0xff;
//    LCD1602_RS = 0;
//    LCD1602_RW = 1;
//    do
//    {
//        LCD1602_EN = 1;
//        sta = LCD1602_DB;
//        LCD1602_EN = 0;    //使能，用完就拉低，释放总线
//    }while(sta & 0x80);
//}


void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd)     //写命令
{
    //Read_Busy();
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = cmd;
		LCD_Delay10ms(1);
    LCD1602_EN = 1;
		LCD_Delay10ms(1);
    LCD1602_EN = 0;    
}

void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat)   //写数据
{
      //Read_Busy();
      LCD1602_RS = 1;
      LCD1602_RW = 0;
      LCD1602_DB = dat;
			LCD_Delay10ms(1);
      LCD1602_EN = 1;
			LCD_Delay10ms(1);
      LCD1602_EN = 0;
}
//指定位置开始显示数据！
void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y)  //坐标显示
{
    unsigned char addr;
    if(y == 0)
        addr = 0x00 + x;//第一行开始，x表示一行的第x个
    else
        addr = 0x40 + x;//第二行开始，x表示一行的第x个
    
    Lcd1602_Write_Cmd(addr|0x80);
}

void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str)     //显示字符串
{
    LcdSetCursor(x,y);      //当前字符的坐标
    while(*str != '\0')
    {
        Lcd1602_Write_Data(*str++);
    }
}

void InitLcd1602()              //1602初始化
{
    Lcd1602_Write_Cmd(0x38);    //打开，5*8,8位数据
    Lcd1602_Write_Cmd(0x0c);
    Lcd1602_Write_Cmd(0x06);
    Lcd1602_Write_Cmd(0x01);    //清屏   
}

void LCD_Delay10ms(unsigned int c)   //误差 0us
{
    unsigned char a,b;
    for(;c>0;c--)
        for(b=38;b>0;b--)
            for(a=130;a>0;a--);
}

Lcd.h

#ifndef __LCD_H_
#define __LCD_H_
/**********************************
当使用的是4位数据传输的时候定义，
使用8位取消这个定义
**********************************/
//#define LCD1602_4PINS

/**********************************
包含头文件
**********************************/
#include

//---重定义关键词---//
#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif

#ifndef uint 
#define uint unsigned int
#endif

/**********************************
PIN口定义
**********************************/
#define LCD1602_DB  P0      //data bus 数据总线
sbit LCD1602_RS = P2^6;
sbit LCD1602_RW = P2^5;
sbit LCD1602_EN = P2^7;	 

/**********************************
函数声明
**********************************/
/*在51单片机12MHZ时钟下的延时函数*/
//void Lcd1602_Delay1ms(uint c);   //误差 0usvo
void LCD_Delay10ms(unsigned int c);
//void Read_Busy();           //忙检测函数，判断bit7是0，允许执行；1禁止
void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd);     //写命令
void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat);   //写数据
void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y);  //坐标显示
void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str);     //显示字符串
void InitLcd1602();              //1602初始化
					  

#endif

本人亲测：该代码可运行！

第三部分：实验现象

LCD1602实时显示

第四部分：实验中的问题

在实验中一开始，并未能正常的在LCD1602上显示，反而出现乱码，此时分析原因为，显示的数据类型不对。在此过程中，不断通过串口打印DHT11传回来的数据进行调试最后才成功。其中，printf()串口打印又成一个问题，通过学习发现一个很好的方法

首先导入#includeC语言头文件
设置定时器，一开始，用波特率位9600，将TL、TH都设置成0xfd后不管是英文还是中文的都是乱码。
后来查询得知：
12M的晶振波特率只能是2400，9600的情况下会有7.8%的误差，所以会产生乱码，而2400波特率的情况下误差是0.16%，这样就不会产生乱码了，因此TH1和TL1都设为F3

void InitUART(void)//使用定时器1作为串口波特率发生器
{

	SCON=0x40;					//串口通信工作方式1
	REN=1;						//允许接收
	TMOD=0x20;					//定时器1的工作方式2
	TH1=0xF3,TL1=0xF3;				
	TI=1;                       //这里一定要注意
	TR1=1;	

}

注意点：因为本实验使用的晶振是12M，如果你的晶振是11.0592，将TH1和TL1设置为0xFd，波特率=9600；

成功打印出温度数据后，接下来就是将温度数据在LCD1602上显示了，于是，使用sprintf()函数进行字符串拼接，进行显示，当然这只是我当时想到的方法，如果你有更好的方法也可以的！

第五部分：感谢帮助的博主文档

https://blog.csdn.net/u013151320/article/details/50389624
https://blog.csdn.net/tongxin082/article/details/81639018