第二次培训任务：对dht11的基本了解

（撰写时间2020-07-29）

一、介绍

DHT11是温度湿度测量二合一传感器。非常适用于对精度和实时性要求不高的温湿度测量场合。

 

外形如下图：

图1 外形

图2 规格

DHT11温湿度传感器的测量范围，以及精度、分辨率如下图。如果超出了这个范围，那么DHT11就不能够使用了。

图3 参数特性

二、硬件认识

1. 单总线结构
2. 引脚说明：GND、VCC、空脚、数据引脚DATA（其中数据引脚既可以接收数据，又可以发送数据）。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF的电容，用以去耦滤波，即减少电子器件辐射噪音。
3. 时序主要分为三部分：1：触发DHT11采集数数据；2：读取数字0；3：读取数字1

图4 数据时序图

在dth11的介绍文章中，硬件原理图显示：物品接在1号、2号引脚之间，数据总线DATA（即为2号引脚）使用上拉电阻拉高，因此总线空闲时为高电平。硬件原理图如下：

图5 硬件原理图

我很疑惑上拉电阻的作用，在另一篇介绍dth11的文章中，有以下讲解：上拉电阻的作用是在单片机不进行输出以及传感器待机时，使得DATA口为高电平。电平就是电压，这里只是叫法不一样。

三、工作过程与原理

1.参考dht11官方手册

单片机将驱动总线的IO配置为输出模式。准备向DHT11发送数据。单片机将驱动总线的IO配置为输入模式，准备接收DHT11回传的数据。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。因为湿度小数数据和温度小数数据都被设定为0（8个0），所以有用的只有湿度整数数据，温度整数数据和校验位。

用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据（DHT11用的是单总线协议，一次传送40位的数据）,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据。该模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集。采集数据后转换到低速模式。

通讯过程

 

我的理解是主机先把总线拉低，等待dht11检测到起始信号，在起始信号结束后的20-40us之间，dht11发送80us低电平来响应起始信号，之后由主机读取dht11的响应信号，并发送开始信号，由此主机切换到输入模式，或者输出高电平。而开始被主机拉低的总线，就由上拉电阻拉高。

开始时候的互动过程

总线为低电平,说明DHT11发送了响应信号。DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平开始,高电平的时间长短定了数据位是0还是1。50 微秒的低电平和 26-28 微秒的高电平表示“0”， 50 微秒的低电平加 70 微秒的高电平表示“1”。

数字0信号表示方式

数字1信号表示方式

如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线 50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

2.参考相关文章：DHT11温湿度传感器编程思路以及代码的实现

一. 单片机上点后1s内不读取（不重要）

二. 主机（单片机）发送起始信号：1.主机先拉高data。2.拉低data延迟18ms。3.拉高data（单片机引脚设置为输入）。
三. 从机（DHT11）收到起始信号后进行应答：从机拉低data，主机读取到data线被拉低持续80us后从机拉高data线， 持续80us，直到高电平结束，意味着主机可以开始接受数据。
四. 主机开始接收数据：
        1.主机先把data线拉高（io设置为输入）。
        2.从机把data线拉低，主机读取data线电平，直到低电平结束（大约50us）从机拉高data线后，延迟40us左右（28~70us之间）主机再次读取data线电平，如果为低电平，则为“0”，如果为高电平，则为“1”。
        3.继续重复上述1,2步骤累计40次。

五. data线拉低50us代表读取结束

六. 校验数据：数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。

四、运行

五、注意事项