dht11 新手原理详解（附代码）

dht11详解

• dht11原理

1. 简介

DHT11作为一款低价、入门级的温湿度传感器，常用于我们的单片机设计实例中;它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
DHT11为 4 针单排引脚封装，如下图，采用单线制串行接口，只需加适当的上拉电阻，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。

  2.dht11参数

2.dht11时序

•  dht11采用单总线双向串行通信协议，每次采集都要由单片机发起开始信号，然后DHT11会向单片机发送响应并开始传输40位数据帧，高位在前。数据格式为：

            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

温湿度小数部分默认为0，即单片机采集的数据都是整数，校验位为4个字节的数据相加取结果的低8位数据作为校验和。

•  控制时序

         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；

    （1）触发DHT11采集数据
总线空闲状态为高电平,单片机把总线拉低等待DHT11响应,单片机把总线拉低必须大于18ms,保证DHT11能检测到起始信号。
当DHT11接收到单片机的开始信号后,等待单片机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号。
单片机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后,切换为输入状态，等待DHT11的80us低电平信号结束，然后判断DHT11是否是否发出 80us 的高电平；如果是，即可开始采集数据。

2.数字0信号时序
当DHT11输出数字0时， 单片机读取到的信号为50 us的低电平，之后为26-28 us的高电平。

(3)数字1信号时序
当DHT11输出数字0时， 单片机读取到的信号为50 us的低电平，之后为70 us的高电平。

由此可知DHT11输出数字0和数字1的区别在于高电平的时间，由此单片机可在读取到高电平后，延时30us后，识别此时总线的电平，高电平为数字1，低电平为数字0；

(4)总时序图
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,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据。
从模式下,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。当一次完整的采集数据后，DHT11会转换到低速模式。

• dht11库文件

里面包括两个文件，一个是头文件，一个是c++文件，我感觉在使用的时候直接引用即可

DHT11.cpp
DHT11.h

库文件如下可参考

dht11.cpp
//
//    FILE: dht11.cpp
// VERSION: 0.4.1
// PURPOSE: DHT11 Temperature & Humidity Sensor library for Arduino
// LICENSE: GPL v3 (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html)
//
// DATASHEET: http://www.micro4you.com/files/sensor/DHT11.pdf
//
// HISTORY:
// George Hadjikyriacou - Original version (??)
// Mod by SimKard - Version 0.2 (24/11/2010)
// Mod by Rob Tillaart - Version 0.3 (28/03/2011)
// + added comments
// + removed all non DHT11 specific code
// + added references
// Mod by Rob Tillaart - Version 0.4 (17/03/2012)
// + added 1.0 support
// Mod by Rob Tillaart - Version 0.4.1 (19/05/2012)
// + added error codes
//

#include "dht11.h"

// Return values:
// DHTLIB_OK
// DHTLIB_ERROR_CHECKSUM
// DHTLIB_ERROR_TIMEOUT
int dht11::read(int pin)
{
	// BUFFER TO RECEIVE
	uint8_t bits[5];
	uint8_t cnt = 7;
	uint8_t idx = 0;

	// EMPTY BUFFER
	for (int i=0; i< 5; i++) bits[i] = 0;

	// REQUEST SAMPLE
	pinMode(pin, OUTPUT);
	digitalWrite(pin, LOW);
	delay(18);
	digitalWrite(pin, HIGH);
	delayMicroseconds(40);
	pinMode(pin, INPUT);

	// ACKNOWLEDGE or TIMEOUT
	unsigned int loopCnt = 10000;
	while(digitalRead(pin) == LOW)
		if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

	loopCnt = 10000;
	while(digitalRead(pin) == HIGH)
		if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

	// READ OUTPUT - 40 BITS => 5 BYTES or TIMEOUT
	for (int i=0; i<40; i++)
	{
		loopCnt = 10000;
		while(digitalRead(pin) == LOW)
			if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

		unsigned long t = micros();

		loopCnt = 10000;
		while(digitalRead(pin) == HIGH)
			if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

		if ((micros() - t) > 40) bits[idx] |= (1 << cnt);
		if (cnt == 0)   // next byte?
		{
			cnt = 7;    // restart at MSB
			idx++;      // next byte!
		}
		else cnt--;
	}

	// WRITE TO RIGHT VARS
        // as bits[1] and bits[3] are allways zero they are omitted in formulas.
	humidity    = bits[0]; 
	temperature = bits[2]; 

	uint8_t sum = bits[0] + bits[2];  

	if (bits[4] != sum) return DHTLIB_ERROR_CHECKSUM;
	return DHTLIB_OK;
}
//
// END OF FILE
//

dht11.h
// 
//    FILE: dht11.h
// VERSION: 0.4.1
// PURPOSE: DHT11 Temperature & Humidity Sensor library for Arduino
// LICENSE: GPL v3 (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html)
//
// DATASHEET: http://www.micro4you.com/files/sensor/DHT11.pdf
//
//     URL: http://playground.arduino.cc/Main/DHT11Lib
//
// HISTORY:
// George Hadjikyriacou - Original version
// see dht.cpp file
// 

#ifndef dht11_h
#define dht11_h

#if defined(ARDUINO) && (ARDUINO >= 100)
#include <Arduino.h>
#else
#include <WProgram.h>
#endif

#define DHT11LIB_VERSION "0.4.1"

#define DHTLIB_OK				0
#define DHTLIB_ERROR_CHECKSUM	-1
#define DHTLIB_ERROR_TIMEOUT	-2

class dht11
{
public:
    int read(int pin);
	int humidity;
	int temperature;
};
#endif
//
// END OF FILE
//