單總線傳感器DHT11在溫度測控中的應用

隨著科技的不斷發(fā)展，汽車、空調、除濕器、烘干機等種類繁多的電器都已進入人們的日常生活，而這些電器設備很多都離不開對溫度、濕度等環(huán)境因素的要求。因此，溫度、濕度傳感器用途越來越廣泛。新一代的數(shù)字傳感器不再需要外置的A/D轉換模塊，并具有標準接口，使用方便，得到了越來越多的應用。DHT11作為一種新型的單總線溫濕度數(shù)字傳感器，具有更多的優(yōu)點，它使系統(tǒng)設計更加簡單，控制方便，易于實現(xiàn)。

1 單總線通信簡介

目前常用的微機與外設之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有I2C總線、SPI總線和SCI總線。其中I2C總線以同步串行兩線方式進行通信(1條時鐘線，1條數(shù)據(jù)線)，SPI總線則以同步串行三線方式進行通信(1條時鐘線，1條數(shù)據(jù)輸入線，1條數(shù)據(jù)輸出線)，而SCI總線是以異步方式進行通信的(1條數(shù)據(jù)輸入線，1條數(shù)據(jù)輸出線)。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線。近年來，美國的達拉斯半導體公司(Dallas Semiconductor)推出了一項特有的單總線(1-wire Bus)技術。該技術與上述總線不同。它采用單根信號線，既可傳輸時鐘，又能傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因而這種單總線技術具有線路簡單、硬件開銷少、成本低、便于總線擴展和維護等優(yōu)點。

單總線適用于單主機系統(tǒng)，能夠控制一個或多個從機設備。主機可以是微控制器，從機是單總線器件，它們之間的數(shù)據(jù)交換只通過1條信號線。當只有1個從機設備時，系統(tǒng)可按單節(jié)點系統(tǒng)操作;當有多個從機設備時，系統(tǒng)則按多節(jié)點系統(tǒng)操作。

2 DHT11的主要特點及引腳說明

廣州奧松電子有限公司新近推出的DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，具有很高的可靠性與穩(wěn)定性。DHT11傳感器包括1個電阻式感濕元件和1個NTC測溫元件，并與1個高性能8位單片機相連接。單線制串行接口，使系統(tǒng)連接可以更簡潔。功耗極低，信號傳輸距離可達20 m以上。作為一種新型的單總線數(shù)字溫濕度傳感器，DHT11具有體積小、功耗低、響應速度快、抗干擾能力強、控制簡單、性價比高等優(yōu)點，能夠廣泛應用于各個領域。其基本指標如下：

◆溫濕度復合傳感器;

◆全量程標定校準，單線數(shù)字輸出;

◆濕度測量范圍為20%～90%RH;

◆溫度測量范圍為0～+50℃;

◆濕度測量精度為±5.0%RH;

◆溫度測量精度為±1.0℃;

◆響應時間5 s;

◆低功耗;

◆超長的信號傳輸距離;

◆出色的長期穩(wěn)定性;

◆超小體積。

DHT11采用4針單排引腳封裝，電路連接方便，引腳說明如表1所列。

DATA是用于微處理器與DHT11之間的通信和同步的串行雙向接口，采用單總線數(shù)據(jù)格式。每次通信都是以高位先出的順序傳輸40位數(shù)據(jù)，用時約為4 ms。數(shù)據(jù)格式為：

8位濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8位濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8位溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8位溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8位校驗和數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，當前小數(shù)部分用于以后擴展，現(xiàn)讀出為零。

數(shù)據(jù)傳送正確時，校驗和數(shù)據(jù)等于“8位濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8位濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8位溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8位溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結果的末8位。