七、CM4树莓派连接DHT11温湿度传感器模块实现温湿度测定

4.DHT11说明书.pdf

DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 其精度湿度±5%RH， 温度±2℃，量程湿度5~95%RH， 温度-20~+60℃。

该传感器包含一个电阻湿度感元件和一个NTC温度测量设备。

3个引脚+、-分别接VCC与GND，中间引脚DATA是一条数据线，通过它可以向传感器发送应答信号并返回40位的温湿度数据。

?

供电电压	DC：3.3-5.5V
工作范围(温度)	-20~+60℃
量程范围(湿度)	5~95%RH
温度精度	±2℃
湿度精度	±5%RH
重复性	温度：±1℃ ；湿度：±1%RH
迟滞(温度)	±0.3℃
迟滞(湿度)	±0.3%RH

?一、接线方式：

二、 引脚说明

pin	名称	注释
1	VDD	供电 3－5.5VDC
2	DATA	串行数据，单总线
3	NC	空脚
4	GND	接地，电源负极

?

1. 首先由树莓派将数据拉高进入空闲状态（IdleState）

2. 然后再把数据线拉低至少18ms通知DHT11需要进行数据采集（Star MCU），然后放弃总线的控制权

3. 随后数据线会被DHT11拉高（20-40us），然后DHT11将发送一个80us的低电平与80us的高电平数据开始信号通知树莓派接收数据

4. 随后将发送40位的0，1脉冲信号

   1. 其中0脉冲包括50us低电平，26us高电平

   2. 而1脉冲由50us低电平与70us的高电平组成

   3. 数据发送完毕之后数据总线被拉长时间拉高，总线又进入空闲模式

?三、树莓派连接实操

引脚图

?

本次连接选用的引脚为：

1. BCM18 ——>pi 12

2. VCC5V ——>pi 4

3. GND GND ——>pi 6

?DHT11连接：

• 黑线——VCC——面包板-极

• 白线——GND——面包板+极

• 红线——DATA——面包板e口

?树莓派连接

• 黑线——VCC 5V——树莓派Pi4——面包板-极

• 白线——GND GND——树莓派Pi6——面包板+极

• 紫线——BCM 18——树莓派Pi12——面包板a口

?树莓派与DHT11合并

?四、测试

测试代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

#温湿度
def delayMicrosecond(t):    # 微秒级延时函数
    start,end=0,0           # 声明变量
    start=time.time()       # 记录开始时间
    t=(t-3)/1000000     # 将输入t的单位转换为秒，-3是时间补偿
    while end-start<t:  # 循环至时间差值大于或等于设定值时
        end=time.time()     # 记录结束时间

tmp=[]      # 用来存放读取到的数据

data = 18   # DHT11的data引脚连接到的树莓派的GPIO引脚，使用BCM编号

a,b=0,0

def DHT11():
    GPIO.setup(data, GPIO.OUT)  # 设置GPIO口为输出模式
    GPIO.output(data,GPIO.HIGH) # 设置GPIO输出高电平
    delayMicrosecond(10*1000)   # 延时10毫秒
    GPIO.output(data,GPIO.LOW)  # 设置GPIO输出低电平
    delayMicrosecond(25*1000)   # 延时25毫秒      
    GPIO.output(data,GPIO.HIGH) # 设置GPIO输出高电平
    GPIO.setup(data, GPIO.IN)   # 设置GPIO口为输入模式
  
    a=time.time()           # 记录循环开始时间
    while GPIO.input(data): # 一直循环至输入为低电平
        b=time.time()       # 记录结束时间
        if (b-a)>0.1:       # 判断循环时间是否超过0.1秒，避免程序进入死循环卡死
            break           # 跳出循环
        
    a=time.time()
    while GPIO.input(data)==0:  # 一直循环至输入为高电平
        b=time.time()
        if (b-a)>0.1:
            break
                
    a=time.time()
    while GPIO.input(data): # 一直循环至输入为低电平
        b=time.time()
        if (b-a)>=0.1:
            break   
            
    for i in range(40):         # 循环40次，接收温湿度数据
        a=time.time()
        while GPIO.input(data)==0:  #一直循环至输入为高电平
            b=time.time()
            if (b-a)>0.1:
                break                      
        delayMicrosecond(28)    # 延时28微秒
            
        if GPIO.input(data):    # 超过28微秒后判断是否还处于高电平
            tmp.append(1)       # 记录接收到的bit为1
                
            a=time.time()
            while GPIO.input(data): # 一直循环至输入为低电平
                b=time.time()
                if (b-a)>0.1:
                    break
        else:
            tmp.append(0)       # 记录接收到的bit为0
            
#while True循环输出
while True:
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)      # 设置为BCM编号模式
    GPIO.setwarnings(False)
    del tmp[0:]                 # 删除列表
    time.sleep(1)               # 延时1秒  
    DHT11()
  
    humidity_bit=tmp[0:8]       # 分隔列表，第0到7位是湿度整数数据
    humidity_point_bit=tmp[8:16]# 湿度小数
    temperature_bit=tmp[16:24]  # 温度整数
    temperature_point_bit=tmp[24:32]    # 温度小数
    check_bit=tmp[32:40]        # 校验数据
 
    humidity_int=0
    humidity_point=0
    temperature_int=0
    temperature_point=0
    check=0  
    for i in range(8):          # 二进制转换为十进制
        humidity_int+=humidity_bit[i]*2**(7-i)
        humidity_point+=humidity_point_bit[i]*2**(7-i)
        temperature_int+=temperature_bit[i]*2**(7-i)
        temperature_point+=temperature_point_bit[i]*2**(7-i)
        check+=check_bit[i]*2**(7-i)
  
    humidity=humidity_int+humidity_point/10
    temperature=temperature_int+temperature_point/10
  
    check_tmp=humidity_int+humidity_point+temperature_int+temperature_point
  
    if check==check_tmp and temperature!=0 and temperature!=0:  # 判断数据是否正常
        print("Temperature is ", temperature,"C\nHumidity is ",humidity,"%")# 打印温湿度数据     
        a={"Temperature":temperature,"Humidity":humidity}

    else:
        print("error")

    time.sleep(1)
    GPIO.cleanup()

测试结果：