树莓派开发相关知识四 传感器-温湿度传感器

1、概述

使用DHT11温湿度传感器，传感周期为1s。

DHT11模块一般由3/4个引脚组成，每一次收集数据为40bit。 分别为：

         高位在前、8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和

我们需要解决的问题，如何使用1个引脚一次获取40位的数据，必须增加另外的维度、即“时间”。

数据按照某种协议发送，一组低电平+高电平组成一次的位数据，通过高电平保持时间的不同，来确定这一位是0还是1。

时序图：

黑色为触发信号，即设备端触发DHT11模块

灰色为回响信号，即DHT11返回给主机

主机的触发信号为拉低并保持20ms，拉高保持40us以上。

设备的回响信号为拉低并保持80us，拉高并保持80us。

这两次“握手”非常重要，因为在收集数据之前，我们得先保证主机与传感器设备之间的数据通路。主机触发设备表示主机告诉设备：“我需要数据”，设备返回回响信号。

没有这两次“握手”，无法保证数据通路，即不知道设备是不是“激活”的。

握手完毕之后，传感器发送40个bit数据。每一位数据有低电平+高电平组成。

低电平保持50us表示准备发送，切换高电平后，主机由高电平的维持时间来判断这一位数据是0还是1.

如果保持26-28us，则为0，如果保持70us则为1。

2、Python代码实现

 import RPi.GPIO as GPIO
 import time

 GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 GPIO.setwarnings(False)

 pin = 18

 def get_data(pin):
    # 触发信号 保持20ms以上的低电平，并拉高
    GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
    GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
    time.sleep(0.02)
    GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)

    # 切换输入，等待回响，主机拉高维持20-40us，先忽略
    GPIO.setup(pin, GPIO.IN)
    time.sleep(0.00004)

    # 回响信号，拉低80us
    k = 0
    while GPIO.input(pin) == GPIO.LOW:
        k += 1
        if k > 2000:
            return (0,0,)

    # 回响信号，拉高80us
    k = 0
    while GPIO.input(pin) == GPIO.HIGH:
        k += 1
        if k > 2000:
            return (0,0,)

    res = []
    # 数据传输开始
    for i in range(0, 5):
        data = 0
        for j in range(0, 8):
            # 8次获取位数据，放到data里
            # 50us 低电平
            k = 0
            while GPIO.input(pin) == GPIO.LOW:
                k += 1
                if k > 2000:
                    return (0,0,)
            k = 0
            while GPIO.input(pin) == GPIO.HIGH:
                k += 1
                if k > 2000:
                    return (0,0,)

            # 根据k的大小，判断时间短是0 长是1
            data *= 2
            if k > 12: # 1
                data += 1
        res.append(data)
    hum = res[0] + res[1] / 100
    tem = res[2] + res[3] / 100

    # 没有校验和的判断
    return (hum, tem)
try:
     while True:
         hum, tem = get_data(pin)
         print('hum : %f tem : %f' % (hum, tem))
         time.sleep(2)
except KeyboardInterrupt:
     GPIO.cleanup()

3、C语言转 转python

由于python微妙级延时非常不精准，因此涉及到微秒级操作，则python并不适合。因此如此类传感器我们更多使用C语言实现，封装成模块之后，再由 python直接使用。

https://blog.csdn.net/weixin_45114627/article/details/143286399?sharetype=blogdetail&sharerId=143286399&sharerefer=PC&sharesource=weixin_45114627&spm=1011.2480.3001.8118