DHT11温湿度传感器与单片机之间的通信.doc

DHT11温湿度传感器与单片机之间的通信
一DHT11的简介：
1 接口说明
建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻

2数据帧的描述
DATA 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,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:
一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据
+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据
+8bit校验和
数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。
3时序描述
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.采集数据后转换到低速模式。
1.通讯过程如图1所示

图1
总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。

图2

总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

数字0信号表示方法如图4所示
图4
数字1信号表示方法.如图5所示

图5
二 实现电路（简易视图）

三 编程思路
根据传感器的通信协议，首先由单片机通过I/O口主动产生要求的激发信号，然后将数据线的控制权交给传感器，接着单片机通过while语句不间断的检查I/O口的高低电平，从而达到对时序的正确把握，解析出准确的传输数据。
四 程序代码
#include<stc12c5a.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dat=P1^0;
sbit RS=P2^5;//led
sbit RW=P2^6;//led
sbit E=P2^7;//led使能端

void delay(int x)
{
int y,z;
for(y=0;y<x;y++)
for(z=0;z<30;z++);
}
void ledxieshuju(uchar shuju)//液晶屏写指令函数
{
RS=1;
RW=0;
P0=shuju;
delay(1);
E=1;
delay(1);
E=0;
//delay(5);
}

void ledxiezhiling(uchar zhiling)//led写指令函数
{
RS=0;
RW=0;
P0=zhiling;
delay(1);
E=1;
delay(1);
E=0;
//delay(5);
}

void ledchushihua()//led初始化函数
{
E=0;
ledxiezhiling(0x38);
ledxiezhiling(0x0c);
ledxiezhiling(0x06);
ledxiezhiling(0x01);
}

void kaishi()
{
dat=0;
delay(30);
dat=1;
}

void xiangying()
{
while(dat==1);
while(dat==0);

}
uchar jieshou()
{
int k=128;
uchar a=0;
int n=0;
int i,m;
while(dat==1);
for(i=7;i>=0;i--)
{
n=0;
m=0;
while(dat==0);
while(dat==1)
{
n++;
if(n>24&&m==0)
{
a=a+k;
m=1;
}
if(m==1)
break;
}
while(dat==1);
k=k/2;
}
return a;
}

void xianshi(uchar x,int k)
{
int i,j,n;
i=x/100;
j=x/10%10;
n=x%10;
//ledxiezhiling(0x80+3*k);
//ledxieshuju(0x30+i);
ledxiezhiling(0x80+3*k+1);
ledxieshuju(0x30+j);
ledxiezhiling(0x80+3*k+2);
ledxieshuju(0x30+n);
}

void xianshi2(uchar x,int k)
{
int i,j,n;
i=x/100;
j=x/10%10;
n=x%10;
ledxiezhiling(0xc0+3*k);
ledxieshuju(0x30+i);
ledxiezhiling(0xc0+3*k+1);
ledxieshuju(0x30+j);
ledxiezhiling(0xc0+3*k+2);
ledxieshuju(0x30+n);
}

void main()
{
int i;
uchar a[5];
uchar x;
ledchushihua();
delay(10000);
delay(10000);
delay(10000);
delay(10000);
while(1)
{
delay(10000);
delay(10000);
delay(10000);
delay(10000);
a[0]=0;
a[1]=0;
a[2]=0;
a[3]=0;
a[4]=0;
kaishi();
xiangying();
a[0]=jieshou();
a[1]=jieshou();
a[2]=jieshou();
a[3]=jieshou();
a[4]=jieshou();
while(dat==1);
while(dat==0);

x=a[0]+a[1]+a[2]+a[3];
for(i=0;i<5;i++)
xianshi(a[i],i);
xianshi2(x,0);
delay(10000);
}
}
五 实践效果图

六 反思与总结
虽然对时序的编程在之前已做过不少，但是在这次实践中发现了不少新问题。
在编程思路正确的情况，我们还是花了2天的时间才把这个程序搞定。期间出过的错误有，在循环中忘了将变量归零的，也有将数据帧的高低位反过来接的。同时在调试阶段中，没有透过现象看本质，盲目的修改，浪费了大量时间。