DHT11温湿度传感器

接口定义

传感器通信

DHT11采用简化的单总线通信。单总线仅有一根数据线（SDA），通信所进行的数据交换、挂在单总线上的所有设备之间进行信号交换与传递均在一条通讯线上实现。
单总线上必须有一个上拉电阻（Rp）以实现单总线闲置时，其处于高电平状态。
在单总线中，微处理器与传感器是主从结构，只有微处理器呼叫传感器时，传感器才会应答。
微处理器访问传感器必须严格遵循单总线时序要求，否则传感器将不响应主机。

• 使用 3.3V 电压给 DHT11 供电时，建议微处理器与 DHT11 连接线长度不得大于 100cm。否则线路压降会导致对 DHT11 的供电不足，造成测量偏差。
• 与DHT11通信最小间隔时间为2s，若小于2s可能导致温湿度不准或通信不成功等情况。因此传感器上电后应等待2s再去读取传感器，以避免传感器处于不稳定状态。
• 每次通信结束DHT11会进行一次温湿度采集然后进入待机状态，因此每次通信读出的温湿度数值位上一次通信时DHT11采集的温湿度数据，故建议使用时隔2s连续两次读取DHT11传感器，以获取当前测量环境实时温度。

单总线传送数据定义

SDA引脚所在线路用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次传送40bits长度数据，高位先传送。

• 起始信号：微处理器将单总线SDA拉低一段时间（18~30ms），通知传感器准备数据。
• 响应信号：传感器将单总线SDA拉低83us，再接高87us以响应主机的起始信号。
• 湿度信息：湿度高8位为湿度整数部分数据，占用一个字节，湿度低8位为湿度小数部分数据（占用一个字节）。
• 温度信息：温度高 8 位为温度整数部分数据（占用 1 个字节），温度低 8 位为温度符号及小数部分数据（占用 1 个字节，含最高位 Bit7 符号位，Bit7 为 1 则表示负温度）
• 校验数据：校验字节=湿度高位+湿度地位+温度高位+温度低位

示例

校验码：34H + 01H + 18H + 8CH = D9H
将计算得到的校验码D9H与接收到的校验码进行比较，如果相同则表示接收到的湿度信息和温度信息数据正确，否则应舍弃本次通信数据。

湿度与温度的数值可以根据数据结构转换得出。如，湿度高8位（整数）为34H，低8位（小数）为01H，将两部分数值转换为十进制后可以得出52.1，即湿度为52.1%RH。同理可以得出图7中的温度为-24.12℃。此处温度为负值时因为温度数据的低8位的最高位Bit7为1；当最高位Bit7为0时，数值为正值。

单总线通信时序

每次通信结束DHT11会进行一次温湿度采集然后进入待机状态，因此每次通信读出的温湿度数值为上一次通信时DHT11采集的温湿度数据，故建议隔2s连续2次读取DHT11，以获得当前测量环境实时数据。

外设读取流程

1. 在DHT11上电后，需要等待至少2s才完成传感器的初始化。

2. 传感器接入单总线的微处理器I/O应配置为开漏模式并输出高电平，以保证单总线处于空闲状态（高电平）。

3. DHT11传感器初始化后执行采样温湿度数据任务结束并自动转入休眠模式。

4. 此后，DHT11将监测SDA引脚上单总线电平状态变化，以判断是否需要通信。

5. 发送起始信号是通过微处理器的I/O输出电平，且低电平保持时间不能小于18ms（最大不得超过30ms），然后微处理器的I/O切换为输入（上拉）模式，实现释放单总线。

6. DHT11等待主机释放单总线后，DHT11控制单总线，输出80us的低电平作为应答信号，随后输出87µs的高电平通知微处理器准备接收数据，完成响应信号传输从而实现DHT11对微处理器的应答。
   

7. DHT11完成上述应答过程，随后通过SDA引脚控制单总线。

8. DHT11将从SDA引脚输出40bits长度数据信号至单总线，微处理器通过单总线可接收到40bits长度的数据。

9. 数据中每个数据位的传输格式：数据位为“0”时，DHT11先输出50_{58µs的低电平随后输出23}27µs的高电平；数据位为“1”时，DHT11首先输出50_{58µs的低电平随后输出68}74µs的高电平。
   

10. DHT11完成输出40bits长度数据后将继续输出50~85us的低电平然后转为输入状态，不再控制单总线，实现对单总线的释放，本次通信结束。

11. 通信结束后，DHT11会立即进行一次采样温湿度数据随后自动进入休眠状态。DHT11只有再次收到微处理器发出的起始信号后被唤醒进入单总线通信模式。

12. 与此同时，微处理器将接收数据按照5.2节方式进行数据校验，如果校验正确则对数据解析得到温湿度值，否则舍弃本次通信接收的数据。

13. 微处理器本次通信结束后等待至少2s的间隔周期后，可以再次发送起始信号读取DHT11。