温度和湿度测量通常在许多应用中很有用，例如家庭自动化，环境监控，气象站等。LM35旁边最常用的温度传感器是DHT11，我们之前通过与Arduino和Raspberry进行接口来构建了许多DHT11项目。 Pi和许多其他开发板。在本文中，我们将学习如何将此DHT11与8位PIC单片机PIC16F87A接口。我们将使用该微控制器通过DHT11读取温度和湿度值，并将其显示在LCD显示屏上。如果您是使用PIC微控制器的新手，则可以使用我们的PIC教程系列来学习如何编程和使用PIC微控制器，也就是说，让我们开始吧。
DHT11 –规格和工作
DHT11传感器有模块形式或传感器形式。在本教程中，我们使用传感器，两者之间的唯一区别是，在模块形式中，传感器具有一个滤波电容器和一个上拉电阻，该上拉电阻连接到传感器的输出引脚。因此，如果您使用的是模块，则无需在外部添加它们。传感器形式的DHT11如下所示。
DHT11传感器带有蓝色或白色外壳。 在此外壳内，我们有两个重要组件 ，可帮助我们感测相对湿度和温度。 第一个组件是一对电极;这两个电极之间的电阻由防潮基材决定。因此，测得的电阻与环境的相对湿度成反比。相对湿度越高，电阻值越低，反之亦然。另外，请注意，相对湿度与实际湿度不同。相对湿度测量相对于空气温度的空气中的水含量。
另一个组件是表面安装的NTC热敏电阻。术语NTC代表负温度系数，随着温度的升高，电阻值将减小。传感器的输出在出厂时已校准，因此，作为程序员，我们无需担心传感器的校准。由1-Wire通信给出的传感器输出，让我们看一下该传感器的引脚和连接图。
该产品采用4pin单排封装。第一个引脚跨接VDD，第四个引脚跨接GND。第二引脚是数据引脚，用于通信目的。该数据引脚需要一个5k的上拉电阻。但是，也可以使用其他上拉电阻，例如4.7k至10k。第三针未连接任何东西。因此它被忽略。
数据表提供了技术规格以及接口信息，如下表所示-
上表显示了温度和湿度的测量范围和精度。它可以测量0-50摄氏度的温度，精度为+/- 2摄氏度，测量相对湿度为20-90％RH，精度为+/- 5％RH。详细规格请参见下表。
与DHT11传感器通讯
如前所述，为了使用PIC从DHT11读取数据，我们必须使用PIC单线通信协议。可以从DHT 11的接口图中了解如何执行此操作的详细信息，该接口可以在其数据表中找到，以下也给出相同的说明。
DHT11需要来自MCU的启动信号才能开始通信。因此，每次MCU需要向DHT11传感器发送启动信号以请求其发送温度和湿度值时。完成启动信号后，DHT11发送一个包括温度和湿度信息的 响应信号。数据通信通过单总线数据通信协议完成。完整数据长度为40位，传感器首先发送更高的数据位。
由于具有上拉电阻，因此在空闲模式下数据线始终保持在VCC电平。MCU需要将该电压从高到低下拉至少18ms。在这段时间内，DHT11传感器检测到启动信号，微控制器将数据线拉高20-40us。这20-40us的时间称为DHT11开始响应的等待时间。在此等待时间之后，DHT11将数据发送到微控制器单元。
DHT11传感器数据格式
数据由十进制和整数部分组合在一起组成。传感器遵循以下数据格式–
8位积分RH数据+ 8位十进制RH数据+ 8位积分T数据+ 8位十进制T数据+ 8位校验和。
可以通过检查接收到的数据的校验和值来验证数据。之所以能够这样做是因为，如果一切正常，并且传感器已传输了正确的数据，则校验和应为 “ 8位积分RH数据+8位十进制RHdata + 8位积分T数据+8位十进制T数据”之和。
所需组件
对于此项目，需要满足以下条件-
- PIC单片机（8位）编程设置。
- 面包板
- 5V 500mA电源单元。
- 4.7k电阻2个
- 1K电阻
- PIC16F877A
- 20mHz晶体
- 33pF电容器2个
- 16x2字符LCD
- DHT11传感器
- 跳线
原理图
DHT11与PIC16F877A接口的电路图如下所示。
我们使用了16x2 LCD来显示从DHT11测量的温度和湿度值。LCD以4线模式连接，传感器和LCD均由5V外部电源供电。我使用了面包板来进行所有必需的连接，并使用了外部5V适配器。您还可以使用此面包板电源板为板供电5V。
一旦电路准备就绪，我们所要做的就是上传本页底部给出的代码，我们可以开始读取“温度和湿度”，如下所示。如果您想知道代码是如何编写的以及如何工作，请进一步阅读。您也可以在本页底部的视频中找到该项目的完整工作。
带有PIC MPLABX的DHT11代码说明
该代码是使用MPLABX IDE编写的，并使用XC8编译器进行编译的，二者均由Microchip自己提供，可以免费下载和使用。请参考基本教程以了解编程的基础，下面仅讨论与DHT11传感器通信所需的三个重要功能。这些功能是-
无效dht11_init（）; void find_response（）; 字符read_dht11（）;
第一个功能用于dht11的启动信号。如前所述，每次与DHT11的通信都以启动信号开始，此处首先改变引脚方向，以将数据引脚配置为微控制器的输出。然后，数据线被拉低，并一直等待18mS。之后，微控制器再次将线拉高，并一直等待长达30us。在等待时间之后，数据引脚被设置为微控制器的输入以接收数据。
无效dht11_init（）{ DHT11_Data_Pin_Direction = 0; //将RD0配置为输出 DHT11_Data_Pin = 0; // RD0将0发送到传感器 __delay_ms（18）; DHT11_Data_Pin = 1; // RD0将1发送到传感器 __delay_us（30）; DHT11_Data_Pin_Direction = 1; //将RD0配置为输入 }
下一个功能用于根据数据引脚状态设置校验位。用于检测DHT11传感器的响应。
void find_response（）{ Check_bit = 0; __delay_us（40）; 如果（DHT11_Data_Pin == 0）{ __delay_us（80）; 如果（DHT11_Data_Pin == 1）{ Check_bit = 1; } __delay_us（50）;} }
最后是dht11读取功能；此处，数据被读取为8位格式，其中根据数据引脚状态使用位移操作返回数据。
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））; //将 （DHT11_Data_Pin） 设置为（7-b ）; } } 返回数据; }
之后，一切都完成到主函数中。首先，在初始化LCD并将LCD引脚端口方向设置为输出的情况下完成系统初始化。该应用程序正在主要功能内运行
void main（）{ system_init（）; while（1）{ __delay_ms（800）; dht11_init（）; find_response（）; 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）））{ 湿度= Temp_byte_1; RH = RH_byte_1; lcd_com（0x80）; lcd_puts（“ Temp：”）; // lcd_puts（“”）; lcd_data（48 +（（湿度/ 10）％10））; lcd_data（48 +（湿度％10））; lcd_data（0xDF）; lcd_puts（“ C”）; lcd_com（0xC0）; lcd_puts（“ Humidity：”）; // lcd_puts（“”）; lcd_data（48 +（（RH / 10）％10））; lcd_data（48 +（RH％10））; lcd_puts（“％”）; } else { lcd_puts（“校验和错误”）; } } 其他{ clear_screen（）; lcd_com（0x80）; lcd_puts（“ Error !!!”）; lcd_com（0xC0）; lcd_puts（“无响应。”）; } __delay_ms（1000）; } }
与DHT11传感器的通信是在 while 循环内完成的，在该循环中，开始信号已提交给传感器。之后，将触发 find_response 函数。如果 Check_bit 为1，则进行进一步的通讯，否则LCD将显示错误对话框。
根据40位数据， read_dht11 被调用5次（5次x 8位），并按照数据表中提供的数据格式存储数据。该校验和状态也检查，如果发现错误，它也将通知在LCD上。最后，数据被转换并传输到16x2字符LCD。
可以从此处下载该PIC温度和湿度测量的完整代码。另外，请查看下面的演示视频。
希望您理解该项目并喜欢构建有用的东西。如果您有任何疑问，请将其留在下面的评论部分，或将我们的论坛用于其他技术问题。