50岁丁磊，喜提400亿IPO：去买周杰伦
06-18
随着科学技术的不断发展，汽车、空调、除湿机、烘干机等各种各样的电器已经进入了人们的日常生活，其中有很多电气设备离不开温度、湿度等环境因素的要求。
因此，温度和湿度传感器的应用越来越广泛。
新一代数字传感器不再需要外部A/D转换模块，具有标准接口，使用方便，正在被越来越多的应用领域所采用。
DHT11作为一种新型单总线温湿度数字传??感器，具有更多优势。
使得系统设计更加简单、控制方便、易于实现。
1 单总线通信介绍 目前，微机与外设之间数据传输常用的串行总线主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。
I2C总线采用同步串行两线方式通信（1条时钟线、1条数据线），SPI总线采用同步串行三线方式通信（1条时钟线、1条数据输入线、1条数据输出线） ，而SCI总线以异步方式通信（1条数据输入线，1条数据输出线）。
这些总线需要至少两条或更多信号线。
近年来，美国达拉斯半导体公司推出了独特的1-wire Bus技术。
这项技术与上面提到的总线不同。
它使用一根信号线同时传输时钟和数据，并且数据传输是双向的。
因此，这种单总线技术具有线路简单、硬件开销小、成本低、易于总线扩展和维护等优点。
单总线适用于单主机系统，可以控制一个或多个从设备。
主机可以是单片机，从机可以是单总线设备，它们之间的数据交换只通过一根信号线。
当只有一台从设备时，系统可以作为单节点系统运行；当有多个从设备时，系统可以作为多节点系统运行。
2 DHT11主要特点及引脚说明 广州奥松电子有限公司近期推出的DHT11数字温湿度传感器是一款具有校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
采用专用数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有高可靠性和稳定性。
DHT11传感器包括电阻式湿度传感元件和NTC温度测量元件，并连接到高性能8位微控制器。
单线串行接口使系统连接更加简单。
功耗极低，信号传输距离可达20m以上。
DHT11作为一种新型单总线数字温湿度传感器，具有体积小、功耗低、响应速度快、抗干扰能力强、控制简单、性价比高等优点，可广泛应用于用于各个领域。
其基本指标如下： ◆ 温湿度复合传感器； ◆ 满量程校准，单线数字输出； ◆ 湿度测量范围20%～90%RH； ◆温度测量范围0～℃； ◆湿度测量精度±5.0%RH； ◆温度测量精度±1.0℃； ◆响应时间<5秒； ◆低功耗； ◆超长信号传输距离； ◆优异的长期稳定性； ◆超小体积。
DHT11采用4脚单排引脚封装，方便电路连接。
引脚说明如表 1 所示。
DATA 是串行双向接口，用于微处理器和 DHT11 之间的通信和同步，采用单总线数据格式。
每次通信按照高位在前的顺序传输 40 位数据，大约需要 4 ms。
数据格式为： 8 位湿度整数数据位、湿度小数数据位、温度整数数据位、温度小数数据位、校验和数据 数据分为小数部分和整数部分，当前小数部分部分用于将来扩展，现在读取 Out 为零。
数据传输正确时，校验和数据等于“8位湿度整数数据位、湿度小数数据位、温度整数数据位、温度小数数据位”所得结果的后8位。
3 典型应用电路 DHT11 与微处理器之间的电路连接非常简单。
典型应用电路如图1所示。
当数据线长度短于20 m时，可以使用5 kΩ的上拉电阻。
当长度大于20m时，可根据实际情况使用合适的上拉电阻。
MCU发出启动信号后，DHT11从低功耗模式切换到高速模式。
等待主机启动信号结束后，DHT11发送响应信号，发出40位测量数据，并触发信号采集。
用户可以选择读取获取一些数据。
DHT11接收启动信号，触发温湿度采集。
如果没有收到主机的启动信号，DHT11不会主动采集温湿度。
采集数据后，切换至低速模式。
4 时序说明 通信过程非常简单，如图2所示（图2至图5中实线为主机信号，虚线为DHT信号）。
首先，主机（微处理器）在数据线上发送启动信号。
DHT11检测到该信号后回复响应信号，拉高数据线电平，开始向主机发送测量数据。
数据发送完毕后，总线被释放。
详细时序如图3所示。
总线空闲状态为高电平。
当需要读取DHT11的测量数据时，主机首先将总线拉低18ms以上。
这是主机发出的启动信号。
当DHT11检测到总线上的启动信号时，在主机启动信号结束后发送80μs低电平响应信号。
主机发出启动信号后，等待20～40μs，从总线上读取DHT11的响应信号。
如果读取响应信号为高电平，则表示DHT11没有响应。
请检查线路是否连接正确。
如果总线为低电平，则说明DHT11已正常发送响应信号。
DHT11发送响应信号后，将总线拉高80μs，准备发送数据。
每一位数据以50μs的低电平时隙开始，高电平持续时间用于区分该数据位是0还是1。
26～28μs的高电平代表0，70μs的高电平代表1（具体格式见图4、图5）。
当发送完最后一位数据时，DHT11 将总线拉低 50μs，然后总线被上拉电阻拉高，进入空闲状态。
数字0信号表示方法如图4，数字1信号表示方法如图5。
温湿度读取子程序如下： 5 仓库温度应用示例基于DHT11 DHT11的湿度测控系统已成功应用于仓库管理控制系统。
如图6所示，采用STC89C52RC处理器来控制DHT11，根据DHT11的时序在数据线上发送启动信号，然后从数据线上读取DHT11的测量数据。
这些数据经过分析处理，一路送至数码管显示，另一路通过RS口发送至计算机。
测量数据也可以存储在单片机的Flash中以供参考。
如果测量数据显示仓库内当前的温湿度超出了仓库设定的温湿度范围，单片机SFC89C52RC就会产生报警信号。
报警信号连接报警装置触发报警，另一个控制继电器打开除湿机和空调的电源，调节仓库内的温度和湿度。
这样，DHT11可以有效控制仓库的温湿度，提高仓库的管理水平。
结论 DHT11在淘宝上的单片价格只要7.8元。
作者将DHT11的测量数据与DS0以及一些水银温湿度计进行了对比，验证了DHT11测量数据的准确性和稳定性。
低廉的价格、紧凑的尺寸、准确稳定的测量数据、简单的单总线控制方法、简单的电路连接将使DHT11具有良好的应用前景。
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