单总线传感器DHTll在温湿度测控中的应用 2011-04-26 11:22:40来源:互联网

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摘要：新型单总线数字温湿度传感器DHTll具有体积小巧、接口简单、响应速度快、性价比高等特点。文章简要介绍了单总线概念，阐述了DHTll的基本原理和控制使用方法，以及其在仓库温湿度测控系统中的应用。DHTll的诸多优点，使其在自动控制和家电消费品领域中拥有较高的应用价值。
关键词：单总线；温湿度传感器；DHTll

引言
随着科技的不断发展，汽车、空调、除湿器、烘干机等种类繁多的电器都已进入人们的日常生活，而这些电器设备很多都离不开对温度、湿度等环境因素的要求。因此，温度、湿度传感器用途越来越广泛。新一代的数字传感器不再需要外置的A／D转换模块，并具有标准接口，使用方便，得到了越来越多的应用。DHTll作为一种新型的单总线温湿度数字传感器，具有更多的优点，它使系统设计更加简单，控制方便，易于实现。

1 单总线通信简介
目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。其中I2C总线以同步串行两线方式进行通信(1条时钟线，1条数据线)，SPI总线则以同步串行三线方式进行通信(1条时钟线，1条数据输入线，1条数据输出线)，而SCI总线是以异步方式进行通信的(1条数据输入线，1条数据输出线)。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。近年来，美国的达拉斯半导体公司(Dallas Semi-conductor)推出了一项特有的单总线(1-wire Bus)技术。该技术与上述总线不同。它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单、硬件开销少、成本低、便于总线扩展和维护等优点。
单总线适用于单主机系统，能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器，从机是单总线器件，它们之间的数据交换只通过1条信号线。当只有1个从机设备时，系统可按单节点系统操作；当有多个从机设备时，系统则按多节点系统操作。

2 DHTll的主要特点及引脚说明
广州奥松电子有限公司新近推出的DHTll数字温湿度传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有很高的可靠性与稳定性。DHTll传感器包括1个电阻式感湿元件和1个NTC测温元件，并与1个高性能8位单片机相连接。单线制串行接口，使系统连接可以更简洁。功耗极低，信号传输距离可达20 m以上。作为一种新型的单总线数字温湿度传感器，DHTll具有体积小、功耗低、响应速度快、抗干扰能力强、控制简单、性价比高等优点，能够广泛应用于各个领域。其基本指标如下：
◆温湿度复合传感器；
◆全量程标定校准，单线数字输出；
◆湿度测量范围为20％～90％RH
◆温度测量范围为0～+50℃；
◆湿度测量精度为±5．O％RH；
◆温度测量精度为±1．O℃；
◆响应时间<5 s；
◆低功耗；
◆超长的信号传输距离；
◆出色的长期稳定性；
◆超小体积。
DHTll采用4针单排引脚封装，电路连接方便，引脚说明如表1所列。

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DATA是用于微处理器与DHTll之间的通信和同步的串行双向接口，采用单总线数据格式。每次通信都是以高位先出的顺序传输40位数据，用时约为4 ms。数据格式为：
8位湿度整数数据+8位湿度小数数据+8位温度整数数据+8位温度小数数据+8位校验和数据
数据分小数部分和整数部分，当前小数部分用于以后扩展，现读出为零。
数据传送正确时，校验和数据等于“8位湿度整数数据+8位湿度小数数据+8位温度整数数据+8位温度小数数据”所得结果的末8位。

3 典型应用电路
DHTll与微处理器的电路连接非常简单，典型应用电路如图1所示。

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数据线长度短于20 m时可以使用5 kΩ上拉电阻，大于20 m时可根据实际情况使用合适的上拉电阻。
MCU发送一次开始信号后，DHTll从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHTll发送响应信号，送出40位的测量数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。DHTll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，DHTll不会主动进行温湿度采集。采集数据后转换到低速模式。

4 时序说明
通信过程非常简单，如图2所示(图2～图5中实线为主机信号，虚线为DHT信号)。首先主机(微处理器)在数据线上发出开始信号，DHTll在检测到此信号后回复响应信号，并拉高数据线电平，开始向主机发送测量得到的数据。数据发送完毕后，释放总线。