單總線傳感器DHT11在溫度測控中的應用

隨著科技的不斷發展，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字傳感器，具有更多的優點，它使系統設計更加簡單，控制方便，易于實現。

1 單總線通信簡介

目前常用的微機與外設之間進行數據傳輸的串行總線主要有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條數據線)，SPI總線則以同步串行三線方式進行通信(1條時鐘線，1條數據輸入線，1條數據輸出線)，而SCI總線是以異步方式進行通信的(1條數據輸入線，1條數據輸出線)。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，又能傳輸數據，而且數據傳輸是雙向的，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點。

單總線適用于單主機系統，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，它們之間的數據交換只通過1條信號線。當只有1個從機設備時，系統可按單節點系統操作;當有多個從機設備時，系統則按多節點系統操作。

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數字溫濕度傳感器，是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數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，采用單總線數據格式。每次通信都是以高位先出的順序傳輸40位數據，用時約為4 ms。數據格式為：

8位濕度整數數據+8位濕度小數數據+8位溫度整數數據+8位溫度小數數據+8位校驗和數據

數據分小數部分和整數部分，當前小數部分用于以后擴展，現讀出為零。

數據傳送正確時，校驗和數據等于“8位濕度整數數據+8位濕度小數數據+8位溫度整數數據+8位溫度小數數據”所得結果的末8位。