單總線(xiàn)傳感器DHTll在溫濕度測(cè)控中的應(yīng)用 2011-04-26 11:22:40來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

摘要：新型單總線(xiàn)數(shù)字溫濕度傳感器DHTll具有體積小巧、接口簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)。文章簡(jiǎn)要介紹了單總線(xiàn)概念，闡述了DHTll的基本原理和控制使用方法，以及其在倉(cāng)庫(kù)溫濕度測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。DHTll的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在自動(dòng)控制和家電消費(fèi)品領(lǐng)域中擁有較高的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)慰偩€(xiàn)；溫濕度傳感器；DHTll

引言
隨著科技的不斷發(fā)展，汽車(chē)、空調(diào)、除濕器、烘干機(jī)等種類(lèi)繁多的電器都已進(jìn)入人們的日常生活，而這些電器設(shè)備很多都離不開(kāi)對(duì)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(lái)越廣泛。新一代的數(shù)字傳感器不再需要外置的A／D轉(zhuǎn)換模塊，并具有標(biāo)準(zhǔn)接口，使用方便，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。DHTll作為一種新型的單總線(xiàn)溫濕度數(shù)字傳感器，具有更多的優(yōu)點(diǎn)，它使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，控制方便，易于實(shí)現(xiàn)。

1 單總線(xiàn)通信簡(jiǎn)介
目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€(xiàn)主要有I2C總線(xiàn)、SPI總線(xiàn)和SCI總線(xiàn)。其中I2C總線(xiàn)以同步串行兩線(xiàn)方式進(jìn)行通信(1條時(shí)鐘線(xiàn)，1條數(shù)據(jù)線(xiàn))，SPI總線(xiàn)則以同步串行三線(xiàn)方式進(jìn)行通信(1條時(shí)鐘線(xiàn)，1條數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)，1條數(shù)據(jù)輸出線(xiàn))，而SCI總線(xiàn)是以異步方式進(jìn)行通信的(1條數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)，1條數(shù)據(jù)輸出線(xiàn))。這些總線(xiàn)至少需要兩條或兩條以上的信號(hào)線(xiàn)。近年來(lái)，美國(guó)的達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司(Dallas Semi-conductor)推出了一項(xiàng)特有的單總線(xiàn)(1-wire Bus)技術(shù)。該技術(shù)與上述總線(xiàn)不同。它采用單根信號(hào)線(xiàn)，既可傳輸時(shí)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(xiàn)技術(shù)具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單、硬件開(kāi)銷(xiāo)少、成本低、便于總線(xiàn)擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
單總線(xiàn)適用于單主機(jī)系統(tǒng)，能夠控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。主機(jī)可以是微控制器，從機(jī)是單總線(xiàn)器件，它們之間的數(shù)據(jù)交換只通過(guò)1條信號(hào)線(xiàn)。當(dāng)只有1個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)可按單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作；當(dāng)有多個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)則按多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作。

2 DHTll的主要特點(diǎn)及引腳說(shuō)明
廣州奧松電子有限公司新近推出的DHTll數(shù)字溫濕度傳感器，是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有很高的可靠性與穩(wěn)定性。DHTll傳感器包括1個(gè)電阻式感濕元件和1個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與1個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)連接可以更簡(jiǎn)潔。功耗極低，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20 m以上。作為一種新型的單總線(xiàn)數(shù)字溫濕度傳感器，DHTll具有體積小、功耗低、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、控制簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其基本指標(biāo)如下：
◆溫濕度復(fù)合傳感器；
◆全量程標(biāo)定校準(zhǔn)，單線(xiàn)數(shù)字輸出；
◆濕度測(cè)量范圍為20％～90％RH
◆溫度測(cè)量范圍為0～+50℃；
◆濕度測(cè)量精度為±5．O％RH；
◆溫度測(cè)量精度為±1．O℃；
◆響應(yīng)時(shí)間<5 s；
◆低功耗；
◆超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離；
◆出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；
◆超小體積。
DHTll采用4針單排引腳封裝，電路連接方便，引腳說(shuō)明如表1所列。


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DATA是用于微處理器與DHTll之間的通信和同步的串行雙向接口，采用單總線(xiàn)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(shí)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(yàn)和數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。
數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)，校驗(yàn)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(jié)果的末8位。

3 典型應(yīng)用電路
DHTll與微處理器的電路連接非常簡(jiǎn)單，典型應(yīng)用電路如圖1所示。


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數(shù)據(jù)線(xiàn)長(zhǎng)度短于20 m時(shí)可以使用5 kΩ上拉電阻，大于20 m時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻。
MCU發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后，DHTll從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，DHTll發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40位的測(cè)量數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集，用戶(hù)可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。DHTll接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，DHTll不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。

4 時(shí)序說(shuō)明
通信過(guò)程非常簡(jiǎn)單，如圖2所示(圖2～圖5中實(shí)線(xiàn)為主機(jī)信號(hào)，虛線(xiàn)為DHT信號(hào))。首先主機(jī)(微處理器)在數(shù)據(jù)線(xiàn)上發(fā)出開(kāi)始信號(hào)，DHTll在檢測(cè)到此信號(hào)后回復(fù)響應(yīng)信號(hào)，并拉高數(shù)據(jù)線(xiàn)電平，開(kāi)始向主機(jī)發(fā)送測(cè)量得到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，釋放總線(xiàn)。