DHT11数字温湿度传感器驱动开发全解析（上） | 零基础入门STM32第八十六步

主题	内容	教学目的/扩展视频
DHT11芯片	电路连接，手册分析。驱动程序，读出数据。	能读出温湿度值即可。

师从洋桃电子，杜洋老师

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一、DHT11传感器概述

1.1 核心特性

DHT11是一款集温度与湿度测量于一体的数字传感器，采用单总线通信协议，具有以下显著特点：

• 集成校准：出厂预校准，直接输出数字信号
• 低功耗设计：工作电流仅0.5-2.5mA，待机电流150μA
• 快速响应：63%阶跃响应时间低至6秒（典型值）
• 长期稳定：年漂移量仅±1%RH
• 宽电压支持：3-5.5V供电范围
• 紧凑封装：4针单排直插（15.5×12×5.5mm）

（图1：波形对应角度示意图）

1.2 典型应用场景

应用领域	具体场景
智能家居	空调控制、加湿器
工业监测	仓库环境监控
农业物联网	温室大棚温湿度监测
消费电子	气象站、智能手表
汽车电子	车内环境控制系统

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二、硬件连接规范

2.1 引脚定义

引脚	名称	功能说明
1	VDD	3-5.5V直流电源输入
2	DATA	单总线双向数据通信线
3	NC	空引脚（需悬空）
4	GND	电源地

2.2 典型接线方案

        +---------------+
        |   MCU         |
        |               |
        | GPIO     VDD  |--[5KΩ]--+
        |  |        |            |
        |  +--------+------------+---> DHT11-VDD
        |               |            |
        |               +--[100nF]---+
        |               |            |
        | GPIO-DATA ----+------------+---> DHT11-DATA
        |               |            |
        | GND ----------+------------+---> DHT11-GND
        +---------------+

关键设计要点：

• 推荐使用4.7K-10K上拉电阻
• 电源引脚并联100nF去耦电容
• 信号线长度超过20米需加强屏蔽

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三、核心性能参数

3.1 测量指标

参数	湿度	温度
测量范围	20%-90%RH	0-50℃
分辨率	1%RH（8bit）	1℃（8bit）
精度	±5%RH（典型）	±2℃（典型）
响应时间	10秒（63%阶跃）	20秒（63%阶跃）

3.2 电气特性

参数	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	3	5	5.5	V
工作电流	0.5	-	2.5	mA
待机电流	100	-	150	μA
采样间隔	1	-	-	秒

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四、单总线通信协议

4.1 通信时序全景

MCU DHT11 发送开始信号（拉低≥18ms） 响应信号（80μs低电平） 发送40bit数据（高位优先） 数据格式：湿度整数(8b)+湿度小数(8b)+温度整数(8b)+温度小数(8b)+校验和(8b) 校验数据有效性 MCU DHT11

4.2 数据位判定规则

信号类型	时序特征	数据值
Bit ‘0’	50μs低电平 + 26-28μs高电平	0
Bit ‘1’	50μs低电平 + 70μs高电平	1

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五、关键设计注意事项

5.1 环境适应性

• 温度补偿：测量湿度时需保持传感器与待测环境温度一致
• 化学防护：避免接触有机溶剂、硅胶等挥发性物质
• 光照限制：长期暴露在紫外线环境下可能导致性能衰减

5.2 安装规范

• 远离发热元件（建议间距>10cm）
• 保持外壳通风良好
• 采用星型接地布局减少干扰

5.3 异常恢复

当传感器出现测量漂移时，可执行：

1. 烘干处理：50-60℃/<10%RH环境放置2小时
2. 再校准：20-30℃/>70%RH环境静置5小时

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六、扩展应用设计

6.1 多节点组网

        +---------------+
        |   MCU         |
        |               |
        | GPIO-DATA ----+---> DHT11-1
        |               |
        |               +---> DHT11-2
        |               |
        |               +---> DHT11-N
        +---------------+

实现要点：

• 每个传感器DATA线独立控制
• 采用时分复用协议避免冲突
• 增加总线驱动芯片扩展传输距离

6.2 低功耗方案

• 间歇供电模式：仅在测量时上电
• 深度睡眠配置：MCU读取数据后进入待机
• 动态采样调节：根据环境变化自动调整采样率

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七、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] DHT11说明书（中文）

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技术讨论（请在评论区留言~）

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下期预告：下一期将探讨DHT11驱动程序分析，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-03-26）