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溫度和濕度測量通常在家庭自動化、環境監測、氣象站等許多應用中很有用。LM35旁邊最常用的溫度傳感器是 DHT11，我們之前通過與Arduino和Raspberry連接構建了許多DHT11 項目Pi和許多其他開發板。在本文中，我們將學習如何將此DHT11 與 PIC16F87A連接，這是一個 8 位 PIC 微控制器。我們將使用這個微控制器通過 DHT11 讀取溫度和濕度的值并將其顯示在液晶顯示器上。

DHT11 – 規范和工作

DHT11 傳感器以模塊形式或傳感器形式提供。在本教程中，我們使用的是傳感器，兩者之間的唯一區別在于，在模塊形式中，傳感器具有一個濾波電容和一個連接到傳感器輸出引腳的上拉電阻。因此，如果您正在使用該模塊，則無需在外部添加它們。傳感器形式的 DHT11 如下所示。

DHT11 傳感器帶有藍色或白色外殼。在這個外殼內，我們有兩個重要的組件可以幫助我們感知相對濕度和溫度。第一個組件是一對電極；這兩個電極之間的電阻由保持水分的基板決定。所以測得的電阻與環境的相對濕度成反比。相對濕度越高，電阻值越低，反之亦然。另外，請注意相對濕度與實際濕度不同。相對濕度測量空氣中相對于空氣溫度的水含量。

另一個組件是表面貼裝的 NTC 熱敏電阻。術語 NTC 代表負溫度系數，隨著溫度的升高，電阻值將減小。傳感器的輸出經過工廠校準，因此作為程序員，我們不必擔心校準傳感器。1-Wire通信給出的傳感器輸出，我們看一下這個傳感器的引腳和連接圖。

該產品采用 4pin 單排封裝。第 1 個引腳跨接 VDD，第 4 個引腳跨接 GND。第二個引腳是數據引腳，用于通信目的。該數據引腳需要一個 5k 的上拉電阻。但是，也可以使用其他上拉電阻，例如 4.7k 到 10k。第 3 個引腳沒有連接任何東西。所以它被忽略了。

數據表提供了技術規格以及可以在下表中看到的接口信息 -

上表顯示了溫度和濕度的測量范圍和精度。它可以測量 0-50 攝氏度的溫度，精度為 +/- 2 攝氏度，測量相對濕度 20-90%RH，精度為 +/- 5%RH。詳細規格見下表。

與 DHT11 傳感器通信

如前所述，為了使用 PIC 從DHT11讀取數據，我們必須使用PIC 單線通信協議。有關如何執行此操作的詳細信息，可以從其數據表中的 DHT 11 的接口圖了解，如下所示。

DHT11 需要來自 MCU 的啟動信號來啟動通信。因此，每次 MCU 都需要向 DHT11 Sensor 發送啟動信號，要求其發送溫度和濕度值。在完成啟動信號后，DHT11 會發送一個包含溫度和濕度信息的響應信號。數據通信采用單總線數據通信協議。全數據長度為 40 位，傳感器先發送高位數據。

由于上拉電阻，數據線在空閑模式下始終保持在 VCC 電平。MCU 需要將此電壓從高到低拉低至少 18 毫秒。在此期間，DHT11 傳感器檢測到啟動信號，微控制器將數據線拉高 20-40us。這 20-40us 的時間稱為 DHT11 開始響應的等待期。在這個等待期之后，DHT11 將數據發送到微控制器單元。

DHT11 傳感器數據格式

數據由組合在一起的小數部分和整數部分組成。傳感器遵循以下數據格式 -

8bit 積分 RH 數據 + 8bit 十進制 RH 數據 + 8bit 積分 T 數據 + 8bit 十進制 T 數據 + 8bit 校驗和。

可以通過使用接收到的數據檢查校驗和值來驗證數據。可以這樣做是因為，如果一切正常，并且傳感器已經傳輸了正確的數據，那么校驗和應該是“8 位 RH 積分數據+8 位十進制 RH 數據+8 位積分 T 數據+8 位十進制 T 數據”之和。

所需組件

對于這個項目，需要以下內容 -

PIC單片機（8位）編程設置。

面包板

5V 500mA 電源裝置。

4.7k電阻2個

1k電阻

PIC16F877A

20mHz晶體

33pF電容2個

16x2 字符 LCD

DHT11傳感器

跳線

示意圖

將DHT11 與 PIC16F877A連接的電路圖如下所示。

我們使用16x2 LCD來顯示我們從 DHT11 測量的溫度和濕度值。LCD 采用4 線模式連接，傳感器和 LCD 均由 5V 外部電源供電。我使用面包板進行所有必需的連接，并使用了外部 5V 適配器。您還可以使用此面包板電源板為您的電路板供電 5V。

電路準備好后，我們要做的就是上傳本頁底部給出的代碼，我們可以開始讀取溫度和濕度，如下所示。如果您想知道代碼是如何編寫的以及它是如何工作的，請進一步閱讀。您還可以在本頁底部的視頻中找到該項目的完整工作。

DHT11 with PIC MPLABX 代碼說明

代碼使用 MPLABX IDE 編寫，并使用 XC8 編譯器編譯，兩者均由 Microchip 提供，可免費下載和使用。請參考基礎教程了解編程基礎知識，下面只討論與 DHT11 傳感器通信所需的三個重要功能。功能是 -

無效 dht11_init(); 
無效查找響應（）；
char read_dht11();

第一個函數用于dht11 的啟動信號。如前所述，與 DHT11 的每次通信都以啟動信號開始，這里首先更改引腳方向以將數據引腳配置為微控制器的輸出。然后數據線被拉低，一直等待18mS。之后，微控制器再次將線路設為高電平，并一直等待長達 30us。等待時間過后，數據引腳設置為微控制器的輸入以接收數據。

無效 dht11_init(){ 
DHT11_Data_Pin_Direction= 0; //配置RD0為輸出
DHT11_Data_Pin = 0; //RD0向傳感器發送0 
__delay_ms(18); 
DHT11_Data_Pin = 1；//RD0向傳感器發送1 
__delay_us(30); 
DHT11_Data_Pin_Direction = 1；//配置RD0為輸入
}

下一個函數用于根據數據引腳狀態設置校驗位。它用于檢測 DHT11 傳感器的響應。

無效 find_response(){ 
Check_bit = 0; 
__delay_us(40); 
if (DHT11_Data_Pin == 0){ 
__delay_us(80); 
if (DHT11_Data_Pin == 1){ 
            Check_bit = 1; 
}           
__delay_us(50);} 
}

最后是dht11讀取函數；此處數據被讀取為 8 位格式，其中數據通過位移操作返回，具體取決于數據引腳狀態。

char read_dht11(){ 
char 數據，for_count; 
for(for_count = 0; for_count < 8; for_count++){ 
            while(!DHT11_Data_Pin); 
            __delay_us(30); 
            if(DHT11_Data_Pin == 0){ 
            data&= ~(1<<(7 - for_count)); //清除位 (7-b) 
            } 
            else{ 
            data|= (1 << (7 - for_count)); //設置位 (7-b) 
            while(DHT11_Data_Pin); 
            } 
            }
返回數據；
}

???

之后，一切都在 main 函數中完成。首先，系統初始化在 LCD 被初始化并將 LCD 引腳端口方向設置為輸出的地方完成。應用程序在主函數內部運行

無效 main() { 
system_init(); 
while(1){ 
            __delay_ms(800); 
            dht11_init(); 
            查找響應（）；
            if(Check_bit == 1){ 
            RH_byte_1 = read_dht11(); 
            RH_byte_2 = read_dht11(); 
            Temp_byte_1 = read_dht11(); 
            Temp_byte_2 = read_dht11(); 
            求和 = read_dht11(); 
            if(Summation == ((RH_byte_1+RH_byte_2+Temp_byte_1+Temp_byte_2) & 0XFF)){
            濕度 = Temp_byte_1; 
            RH = RH_byte_1；                                
            lcd_com (0x80);                       
            lcd_puts("溫度：");
            //lcd_puts(""); 
            lcd_data(48 + ((濕度/10) % 10)); 
            lcd_data(48 + (濕度 % 10)); 
            液晶數據（0xDF）；
            lcd_puts("C"); 
            lcd_com (0xC0);          
            lcd_puts("濕度："); 
            //lcd_puts(""); 
            lcd_data(48 + ((RH / 10) % 10)); 
            lcd_data(48 + (RH % 10)); 
            lcd_puts("%"); 
            } 
            else{ 
            lcd_puts("校驗和錯誤"); 
            } 
            }
            其他 { 
            clear_screen(); 
            lcd_com (0x80);
            lcd_puts("錯誤！！！"); 
            lcd_com (0xC0); 
            lcd_puts("沒有反應。"); 
            } 
            __delay_ms(1000); 
} 
}

與 DHT11 傳感器的通信是在while循環中完成的，在該循環中將啟動信號提交給傳感器。之后，觸發find_response函數。如果Check_bit為 1，則進行進一步的通信，否則 LCD 將顯示錯誤對話框。

根據 40 位數據，read_dht11被調用 5 次（5 次 x 8 位），并按照數據表中提供的數據格式存儲數據。校驗和狀態也被檢查，如果發現錯誤，它也會在 LCD 中通知。最后，數據被轉換并傳輸到 16x2 字符 LCD。

#include

#include

#include "supporting_cfile/lcd.h"

#pragma config FOSC = HS // 振蕩器選擇位（HS 振蕩器）

#pragma config WDTE = OFF // 看門狗定時器使能位（WDT 禁用）

#pragma config PWRTE = ON // 上電定時器使能位（PWRT 使能）

# pragma config BOREN = ON // 欠壓復位使能位（BOR 使能）

#pragma config LVP = OFF // 低電壓（單電源）在線串行編程使能位（RB3 為數字 I/O，HV 開啟MCLR 必須用于編程）

#pragma config CPD = OFF // 數據 EEPROM 存儲器代碼保護位（數據 EEPROM 代碼保護關閉）

#pragma config WRT = OFF // 閃存程序存儲器寫使能位（寫保護關閉；所有程序存儲器可由 EECON 控制寫入）

#pragma config CP = OFF // Flash 程序存儲器代碼保護位（代碼保護關閉）

/*

程序流程相關定義

*/

#define DHT11_Data_Pin PORTDbits.RD5

#define DHT11_Data_Pin_Direction TRISDbits.TRISD5

#define FIRST_LINE 0x80

#define SECOND_LINE 0xC0

#define _XTAL_FREQ 20000000 //20 Mhz

unsigned char Check_bit, Temp_byte_1, Temp_byte_2, RH_byte_1, RH_byte_2;

unsigned char Himudity, RH, Sumation ;

//dht11相關定義

無效 dht11_init();

無效查找響應（）；

char read_dht11();

// 系統相關定義

無效系統初始化（無效）；

無效介紹屏幕（無效）；

無效清除屏幕（無效）；

無效 main() {

system_init();

while(1){

__delay_ms(800);

dht11_init();

查找響應（）；

if(Check_bit == 1){

RH_byte_1 = read_dht11();

RH_byte_2 = read_dht11();

Temp_byte_1 = read_dht11();

Temp_byte_2 = read_dht11();

求和 = read_dht11();

if(Sumation == ((RH_byte_1+RH_byte_2+Temp_byte_1+Temp_byte_2) & 0XFF)){

Himudity = Temp_byte_1;

RH = RH_byte_1；

lcd_com (0x80);

lcd_puts("溫度：");

//lcd_puts("");

lcd_data(48 + ((Himudity / 10) % 10));

lcd_data(48 + (濕度 % 10));

液晶數據（0xDF）；

lcd_puts("C");

lcd_com (0xC0);

lcd_puts("濕度：");

//lcd_puts("");

lcd_data(48 + ((RH / 10) % 10));

lcd_data(48 + (RH % 10));

lcd_puts("%");

}

else{

lcd_puts("校驗和錯誤");

}

}

其他 {

clear_screen();

lcd_com (0x80);

lcd_puts("錯誤！！！");

lcd_puts("沒有反應。");

}

__delay_ms(1000);

}

}

/*

* 這將初始化 dht22 傳感器。

*/

無效 dht11_init(){

DHT11_Data_Pin_Direction= 0; //配置RD0為輸出

DHT11_Data_Pin = 0; //RD0向傳感器發送0

__delay_ms(18);

DHT11_Data_Pin = 1；//RD0向傳感器發送1

__delay_us(30);

DHT11_Data_Pin_Direction = 1；//配置RD0為輸入

}

/*

* 這將發現 dht22 傳感器是否工作。

*/

無效 find_response(){

Check_bit = 0;

__delay_us(40);

if (DHT11_Data_Pin == 0){

__delay_us(80);

if (DHT11_Data_Pin == 1){

Check_bit = 1;

}

__delay_us(50);}

}

/*

此函數用于讀取 dht22。

*/

char read_dht11(){

char data, for_count;

for(for_count = 0; for_count < 8; for_count++){

while(!DHT11_Data_Pin);

__delay_us(30);

if(DHT11_Data_Pin == 0){

data&= ~(1<<(7 - for_count)); //清除位 (7-b)

}

else{

data|= (1 << (7 - for_count)); //設置位 (7-b)

while(DHT11_Data_Pin);

} //等到 PORTD.F0 變低

}

返回數據；

}

void system_init(){

TRISB = 0; // LCD 引腳設置為輸出。

液晶初始化（）；

介紹屏幕（）；

//dht11_init();

}

/*

這個函數是為了在沒有命令的情況下清除屏幕。

*/

void clear_screen(void){

lcd_com(FIRST_LINE);

lcd_puts("");

lcd_com（第二行）；

lcd_puts("");

}

/*

此函數用于播放介紹。

*/

void Introduction_screen(void){

lcd_com(FIRST_LINE);

lcd_puts("歡迎來到");

lcd_com（第二行）；

lcd_puts("電路文摘");

__delay_ms(1000);

__delay_ms(1000);

清除屏幕（）；

lcd_com(FIRST_LINE);

lcd_puts("DHT11 傳感器");

lcd_com（第二行）；

lcd_puts("用 PIC16F877A");

__delay_ms(1000);

__delay_ms(1000);

}