ESP32驱动DHT11温湿度传感器详解

一、DHT11介绍

DHT11 是一款常用的数字温湿度传感器，适合于需要测量温度和湿度的基本应用场景。其测量范围为湿度为5%到95%RH，温度范围为-20℃到60℃，湿度测量精度为±5%RH，温度测量精度为±2℃,采用单总线通信协议，通过一个数据引脚完成输入输出双向传输。

DHT11 传感器有4个管脚，其中有一个管脚不用接，另外就是VCC，SIG，GND，可能大家自行买的DHT11是带了转接板的，因此需要仔细确认管脚顺序，DHT11硬件连接简单，与MCU 连接如下所示，只需要在信号脚上接一个5K的上拉电阻即可。供电范围是3-5.5V，超过这个范围可能会烧毁。

DHT11 的通信包数据长度为40个字节。组成如下：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit 温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和，湿度小数数据是0不用关注，数据传输格式为高位在前，低位在后，校验和是前4个字节相加。对于DHT11的数据传输时序非常严格，并非是低电平为0，高电平为1，和上一课WS2812类似，对于逻辑0和逻辑1， 均是通过不同时间的高电平占比来表示的。具体时序逻辑如下图

大致流程就是，主机发起开始信号（>18ms的低电平），拉高40us等待。然后DHT11会拉低80us表示响应信号，然后拉高80us表示开始传输数据。每一位数据前都有50us的低电平，紧接着如果是数据0，高电平持续时间大概在23-27us，如果是数据1，高电平大概是68us-74us，全部数据传输完成后，DHT11拉低50us，表示传输完毕，然后主机拉高表示通信结束。通过梳理这些时序，我们发现使用ESP32的RMT模块是可以拿来驱动DHT11的，不过这次我们要用到的是RMT模块的接收。具体代码请看下节。

二、ESP32驱动DHT11

在本次学习的开发板上，DHT11的信号脚是接到GPIO25上，大家也可以接到其他GPIO上，不过要改一下代码中的GPIO脚号。代码在esp32-board/dht11中，我们先来分析几个关键函数。

初始化中，首先是需要定义rmt_rx_channel_config_t内容，大致就是选择时钟源、时钟分辨率、底层内存块大小（一般设置为64）、GPIO编号等内容，时钟频率这里设定为1M，刚好是1us，因此低于1us的脉冲无法分辨。而DHT11时序中没有低于10us的脉冲，因此绰绰有余。

然后创建一个接收队列，在main函数主循环中实时接收数据。队列数据内容是rmt_rx_done_event_data_t，里面包含了RMT数据（RMT符号）信息。

另外一个重要的点是设置RMT接收完成回调函数，当ESP32检测到RMT接收完成后，就会调用这个接收函数，通知我们数据接收完毕，我们看一下这个回调函数的实现。

回调函数中edata参数包含了RMT数据信息，我们把这个参数发到刚才创建的队列中，然后就返回了，xQueueSendFromISR是xQueueSend的中断函数版本，只能在中断函数中调用。

然后看一下，我们是如何获取DHT11数据的，请看如下代码

前面的启动时序代码就不做过多说明了，大家对照着时序图和注释看就行，有几个点需要说明一下，rmt_receive_config_t这个结构体定义了两种脉冲，第一种是最小脉冲信号，低于这个脉冲宽度，RMT模块认为是干扰信号，第二种是最大脉宽，大于此脉宽的视为RMT接收结束信号，在这里分别设置1us以及200us。

调用rmt_receive函数，把过滤脉冲配置、接收的RMT符号缓存传入，在底层即开始接收到，然后我们从队列中接收从回调函数发来的数据即可。

parse_items函数是解析RMT符号，把它转化为我们程序中可以识别的数据。接下来看下这个函数的实现

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