基于智能家居项目 解析DHT11温湿度传感器
一、模块简介
DHT11 是一款数字式温湿度传感器，内部集成了温度传感元件、湿度传感元件以及一个 8 位单片机芯片，用于采集数据和通信。。
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测量范围：湿度 20%～90% RH，温度 0～50℃
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精度：湿度 ±5% RH，温度 ±2℃
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通信方式：单总线数字信号
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接口：VCC、GND、DATA（单根数据线）
二、硬件连接原理（MCU 与模块的连接）
DHT11 模块有 3 个引脚（有些版本为 4 个引脚，1 个为无连接）：
| 引脚编号 | 名称 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 1 | VCC | 电源输入（3.3V 或 5V） |
| 2 | DATA | 数据线（双向） |
| 3 | GND | 地线 |
注意事项：
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DATA 线需要通过一个 上拉电阻（通常为 5.1kΩ～10kΩ）接到 VCC。
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MCU 的 IO 口必须具备 GPIO 输入输出能力，配置为开漏输出。
三、通信协议详解（单总线通信协议）
DHT11 使用一种简化的 单总线协议（非标准 One-Wire 协议），只有一根数据线负责所有通信。通信流程包括：
1. 起始信号（由 MCU 发起）
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MCU 拉低 DATA 线 不少于 18ms（确保 DHT11 能检测到启动信号）
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MCU 释放 DATA 线并切换为输入状态
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DHT11 会在 20~40μs 内拉低 DATA 线回应 80μs，然后拉高 80μs 表示准备发送数据
2. 数据传输
DHT11 发送 40 位数据（8位湿度整数 + 8位湿度小数 + 8位温度整数 + 8位温度小数 + 8位校验和）：
| 字节序 | 内容 |
|---|---|
| Byte 1 | 湿度整数 |
| Byte 2 | 湿度小数（一般为 0） |
| Byte 3 | 温度整数 |
| Byte 4 | 温度小数（一般为 0） |
| Byte 5 | 校验和 = Byte1 + Byte2 + Byte3 + Byte4 |
3. 数据位定义与时序
每一个数据位由如下结构组成：
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DHT11 先拉低 50μs，作为开始标志
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再根据位值决定高电平持续时间：
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逻辑 0：高电平持续约 26~28μs
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逻辑 1：高电平持续约 70μs
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MCU 只需要根据高电平持续时间判断是 0 还是 1。
四、一根数据线如何完成通信？
DHT11 的单总线通过双向通信（MCU输出+输入模式切换）实现：
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MCU 先发起起始信号（输出模式）
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DHT11 接收后，开始发送数据（MCU切为输入模式）
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通过 时间脉宽编码（低高电平持续时间差异）表示“0”与“1”
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整个过程中，DATA 引脚既充当输出也充当输入
问题解疑
常见问题解析 (FAQ)
❓ 为什么需要上拉电阻？
数据线是开放式结构，DHT11 或 MCU 都可以驱动它。为了避免悬空状态，使用上拉电阻确保默认是高电平。
上拉电阻配合 IO 的输入/输出切换，实现“写低电平+读高低电平”组合，完成数据传输。
❓ DHT11 和 DHT22 有什么区别？
| 对比项 | DHT11 | DHT22 |
|---|---|---|
| 精度 | 一般（±5% RH） | 高（±2% RH） |
| 温度范围 | 0~50°C | -40~80°C |
| 价格 | 便宜 | 略贵 |
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