DHT11數(shù)字溫度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，并與一個(gè)8位單片機(jī)相連接。該產(chǎn)品具有通信便捷、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在OTP內(nèi)存中存入了在濕度校驗(yàn)室中獲得的校準(zhǔn)系數(shù)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存，在傳感器內(nèi)部在檢測信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單總線串行接口，僅需1個(gè)I/O口即可實(shí)現(xiàn)對溫度和濕度的同時(shí)測量，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷，小體積、低功耗，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)（20米以上），使其成為一種溫濕度測量原件的不錯(cuò)選擇。產(chǎn)品外觀如圖所示
DHT11傳感器性能參數(shù)
備注：由圖一，傳感器引腳順序從左到右依次為VCC，DAT，NC，GND，DHT11的供電電壓為3－5.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè)100nF的電容用以去耦濾波。
DHT11傳感器電氣特性
測量條件：VDD=5V，T=25℃
DHT11封裝形式及接口說明
建議連接線長度短于20米時(shí)用5K上拉電阻，大于20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻（若購買的是已集成的模塊，模塊上已加上拉電阻，以下請忽略），當(dāng)然，如果你想要精簡電路的話，STC增強(qiáng)型單片機(jī)自帶的推挽輸出功能不失為一個(gè)選擇，其相當(dāng)于外接了一個(gè)2k的上拉電阻，但在設(shè)計(jì)電路時(shí)需注意：整個(gè)單片機(jī)的電流推薦不超過55mA，即從MCU-VCC流入的電流不超過55mA，從MCU-GND流出的電流不超過55mA，整體流入、流出電流均不超過55mA，封裝尺寸及典型應(yīng)用電路圖如圖所示。
DHT11使用舉例
一、所需器材
arduinoUNO、面包板、DHT11溫濕度傳感器、連接線
這里說一下DHT11的基本情況：
（1）引腳說明：
1、VDD供電3.5V-5.5VDC
2、DATA串行數(shù)據(jù)，單總線
3、GND接地，電源負(fù)極。
（2）DHT11data數(shù)據(jù)格式：
一次傳輸40位數(shù)據(jù)=8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bint溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)位
3、時(shí)序圖
二、DHT11連接圖
如圖所示，將DHT11的正極與5V電源接口相連，負(fù)極與GND相連，中間的數(shù)據(jù)接口與2號(hào)引腳相連。
三、代碼詳解
#include《dht11.h》
dht11DHT11;
#defineDHT11PIN2
voidsetup（）{
Serial.begin（9600）;
}
voidloop（）{
Serial.println（“/n”）;
intchk=DHT11.read（DHT11PIN）;
Serial.print（“Readsensor：”）;
switch（chk）
{
caseDHTLIB_OK：
Serial.println（“OK”）;
break;
caseDHTLIB_ERROR_CHECKSUM：
Serial.println（“Checksumerror”）;
break;
caseDHTLIB_ERROR_TIMEOUT：
Serial.println（“Timeouterror”）;
break;
default：
Serial.println（“Unknownerror”）;
break;
}
Serial.print（“Humidity（%）：”）;
Serial.println（（float）DHT11.humidity，2）;
Serial.print（“Temperature（oC）：”）;
Serial.println（（float）DHT11.temperature，2）;
delay（2000）;
}
四、DHT11使用注意事項(xiàng)
1、代碼中引用了#include《dht11.h》，這個(gè)是操作DHT11的庫文件，有了它，就可以輕松操作我們這個(gè)溫濕度傳感器了。但是引用這個(gè)庫文件的操作步驟是：
（1）在網(wǎng)上找到并下載該庫文件，包括一個(gè)頭文件和一個(gè).cpp文件。
（2）在arduinoIDE中點(diǎn)擊菜單：程序–導(dǎo)入庫–addlibrary，然后選擇你存放庫文件的那個(gè)文件夾。
（3）在代碼中引用#include《dht11.h》，這樣就可以使用了。
2、#defineDHT11PIN2，表示定義引腳2的名字為DHT11PIN，注意這個(gè)定義語句后面沒有分號(hào)。
五、DHT11原理分析
在硬件編程過程中，當(dāng)你拿到一個(gè)器件，首先要了解他的引腳定義，這會(huì)告訴你這個(gè)東西應(yīng)該怎么連接，在一個(gè)就是要看他的時(shí)序圖，看了時(shí)序圖你就知道主從設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集過程中的代碼應(yīng)該怎么寫，比如怎么啟動(dòng)，如何握手，怎么采集真正的數(shù)據(jù)等等。
在我們這個(gè)試驗(yàn)中，DHT11的時(shí)序圖是這樣的：
下面對照dht11.cpp源代碼說說我們采集溫濕度信息的原理（在代碼中加了注釋，說明相關(guān)內(nèi)容。）：
#include“dht11.h”
intdht11：：read（intpin）
{
//BUFFERTORECEIVE
uint8_tbits［5］;//這里定義了5個(gè)八位的數(shù)組，也就是40位數(shù)據(jù)，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集的結(jié)果。
uint8_tcnt=7;//這個(gè)是用來給每一個(gè)數(shù)據(jù)的每一位輸入值時(shí)計(jì)數(shù)用的。
uint8_tidx=0;//這個(gè)是給5個(gè)數(shù)組計(jì)數(shù)用的。
//EMPTYBUFFER
for（inti=0;i《5;i++）bits［i］=0;
//首先在這里把這5個(gè)八位的數(shù)組全部填0，也就是初始值為0.
//REQUESTSAMPLE
pinMode（pin，OUTPUT）;
//將引腳定義為輸出，也就是由arduino給DHT11寫數(shù)據(jù)。從上面的時(shí)序圖可以看出，要啟動(dòng)DHT11首先要給他發(fā)送18毫秒的低電平，再發(fā)送20~40微秒的高電平，DHT11只有看到了這樣的信號(hào)，才會(huì)采集數(shù)據(jù)。
digitalWrite（pin，LOW）;
delay（18）;//這里就是發(fā)送18毫秒的低電平
digitalWrite（pin，HIGH）;
delayMicroseconds（40）;//這里就是發(fā)送40微秒的高電平
pinMode（pin，INPUT）;
//發(fā)送完之后，這就等于把DHT11啟動(dòng)了，這時(shí)候我們就要從這個(gè)引腳上接受數(shù)據(jù)了，所以這時(shí)候要將這個(gè)引腳定義為輸入引腳。
unsignedintloopCnt=10000;
while（digitalRead（pin）==LOW）
if（loopCnt--==0）returnDHTLIB_ERROR_TIMEOUT;
//從時(shí)序圖中可以看出，接受數(shù)據(jù)一開始首先要讀取80微秒的低電平，這里是一個(gè)等待，要把這80微秒等過去，但是有時(shí)候也有可能是傳感器出現(xiàn)了故障，他一直發(fā)低電平，如果你持續(xù)等待不就相當(dāng)于死機(jī)了，所以在這里要設(shè)置一個(gè)超時(shí)，也就是說要等待，但時(shí)間長了，就認(rèn)為出問題了，返回一個(gè)異常信息。
loopCnt=10000;
while（digitalRead（pin）==HIGH）
if（loopCnt--==0）returnDHTLIB_ERROR_TIMEOUT;
//從時(shí)序圖中可以看出，在80微秒的低電平之后是80微秒的高電平，這里仍然要等待，超時(shí)的原理與上面的低電平一樣。
//READOUTPUT-40BITS=》5BYTESorTIMEOUT
//根據(jù)時(shí)序圖，從下面開始就是40位的真正要讀取的數(shù)據(jù)了，那么這里用了一個(gè)for循環(huán)來一位一位的讀取這40bit的數(shù)據(jù)（注意是bite）。
for（inti=0;i《40;i++）
{
//根據(jù)時(shí)序圖，可以看出，對于每一個(gè)bite位數(shù)據(jù)，都是由一個(gè)低電平和一個(gè)高電平組成，區(qū)分這一位數(shù)據(jù)是1還是0取決于高電平的時(shí)常，如果高電平的時(shí)常為70微秒則表示1，如果高電平的時(shí)常為26~28微秒則表示0，因此讀取每一位數(shù)據(jù)時(shí)，都是先等待把50微秒的低電平等過去，然后判斷高電平的時(shí)常，根據(jù)這個(gè)時(shí)常來判斷這bite的數(shù)據(jù)是1還是0.
loopCnt=10000;
while（digitalRead（pin）==LOW）
if（loopCnt--==0）returnDHTLIB_ERROR_TIMEOUT;
//這一句就是要把低電平等過去。
unsignedlongt=micros（）;
//這里使用函數(shù)micros（）獲取了一個(gè)當(dāng)前的時(shí)間，就是為了比較高電平的時(shí)常用的。
loopCnt=10000;
while（digitalRead（pin）==HIGH）
if（loopCnt--==0）returnDHTLIB_ERROR_TIMEOUT;
//這里就把高電平讀出來了。
if（（micros（）-t）》40）bits［idx］|=（1《《cnt）;
//然后再次使用micros（）函數(shù)獲取當(dāng)前時(shí)間，減去讀取高電平之前的時(shí)間點(diǎn)，也就是這個(gè)高電平的時(shí)常了，然后看這個(gè)時(shí)常是否大于40微秒，如果大于就認(rèn)為是1，否則就認(rèn)為這位是0.那么這里又是怎么運(yùn)算的呢？分析下：bits［idx］表示一個(gè)8位的數(shù)組，假設(shè)他是00000000，運(yùn)算符“|=”表示按位進(jìn)行或運(yùn)算，然后再把運(yùn)算的結(jié)果賦給運(yùn)算符左邊的變量。而（1《《cnt）表示把數(shù)字1的二進(jìn)制表示法向左移動(dòng)cnt位，移動(dòng)后的空位用0來填充。因此，對于一個(gè)八位的1可以表示為：00000001，剛才的初始化過程中我們知道cnt的值為7，所以，把這個(gè)00000001左移七位就變成了：10000000.然后將這個(gè)數(shù)與00000000進(jìn)行|=運(yùn)算，之后bits［idx］中的值就是10000000。可見這段代碼實(shí)現(xiàn)的功能就是如果的到的這位數(shù)據(jù)是1，就將他存儲(chǔ)到bits［idx］相應(yīng)的位上去。
//下面這段代碼就是在循環(huán)的過程中修改cnt和idx的值，然后進(jìn)行一位一位的讀數(shù)而已。
if（cnt==0）//nextbyte？
//cnt為0表示一個(gè)8位的數(shù)組已經(jīng)裝滿了，要換到下一個(gè)八位的數(shù)組上去，于是就把cnt復(fù)原為7，idx++讓idx直到bits的下一個(gè)八位的數(shù)組上去。
{
cnt=7;//restartatMSB
idx++;//nextbyte！
}
elsecnt--;
//如果cnt不為0就表示這個(gè)八位的數(shù)據(jù)還沒有讀完，這時(shí)只需要讓cnt-1，來填充下一位數(shù)據(jù)就可以了。
//注意，在初始化的過程中我們把這40位的數(shù)據(jù)都初始化為0了，所以只有當(dāng)有1出現(xiàn)時(shí)才需要進(jìn)行改變。
}
//WRITETORIGHTVARS
//asbits［1］andbits［3］areallwayszerotheyareomittedinformulas.
//從開始的時(shí)候的原理中我們知道這40位數(shù)據(jù)第1個(gè)8位是濕度的整數(shù)部分，第3個(gè)8位是溫度的整數(shù)部分，下面這兩句代碼就是把數(shù)據(jù)分別放在這兩個(gè)變量里了。
humidity=bits［0］;
temperature=bits［2］;
uint8_tsum=bits［0］+bits［2］;
if（bits［4］！=sum）returnDHTLIB_ERROR_CHECKSUM;
returnDHTLIB_OK;
//最后再用校驗(yàn)和驗(yàn)證一下數(shù)據(jù)是否正確。
}
//
//ENDOFFILE
//
六、運(yùn)行結(jié)果
通電之后，在電腦上打開串口就可以看到采集到的溫濕度信息。
