樹莓派從溫度傳感器DHT11讀取數據

樹莓派作為一個完整的主機，除了能在上面跑系統外，也提供了40個引腳提供電路開發的功能。本來我在工作中常接觸linux，但沒啥機會接觸硬件，正好手頭上有一臺raspberry 3b，本來是用來學linux相關的包的，閑的沒事，網上買了幾個傳感器玩玩。很短時間就能上手從dht11讀取數據了，雖然也看了好多文檔，GPIO學起來還是挺簡單的。

第一次寫gpio程序， 我還是參考了別人的代碼，主題代碼基本一樣，這里我多解釋下我的代碼吧。 重要的是這里有幾個magic number，比如cnt 小于100和cnt > 12。

首先我們可以在網上找下DHT11的相關文檔。你向傳感器發送一個復位信號（大于18us的低電位，然后高電位），然后傳感器會傳送40-50us的低電位，緊接著40-50us的高電位。在往后就是以12-14us間隔的40個數據位了。

40個數據位編碼方式如下。

byte4 byte3 byte2 byte1 byte0 01010101 00000000 10101010 00000000 01010101 -------- -------- -------- -------- -------- 整數 小數 整數 小數 校驗位 ------------------ ------------------ 濕度 溫度

這里有個校驗位，是為了確保數據傳輸的準確性的。如果byte1+byte2+byte3+byte4 == byte0，數據傳輸就是正確的。不過DHT11小數位是不工作的，所以只需要考慮byte2+byte4就行了。

26-28us的高電平為0，116-118us的高電平為1。我代碼里并沒有以時間間隔作為判斷，而是用了cnt 這個while循環計數器，因為我嘗試過用時間。測試得到一次while空循環帶計數器+1，基本上需要0.8us左右，但如果while循環里加上接口數據讀取，一次循環基本上就要6us左右了，果然外部IO的速度比較慢。

這里我經過多次測試，發現計數器cnt>=12作為1的判斷準確率較高。這就是我magicnumber 12的由來。 還有另外一個magicnumber 100，這個數字主要是用來應對復位信號沒發送成功，程序陷入死循環的情況。我用的是樹莓派3B，不同版本的樹莓派性能不一樣，可能magicnumber也不一樣。

我用的是BCM模式的4引腳，也就是板子上的7號引腳作數據傳輸，另外兩根引腳接地和3.3v電壓即可。

下面就是代碼了

#!/usr/bin/python import RPi.GPIO as GPIO import time pin = 4 data = [] GPIO.setmode(GPIO.BCM) time.sleep(2) GPIO.setup(pin, GPIO.OUT) GPIO.output(pin, GPIO.HIGH) GPIO.output(pin, GPIO.LOW) time.sleep(0.04) GPIO.output(pin, GPIO.HIGH) GPIO.setup(pin, GPIO.IN) while GPIO.input(pin) == GPIO.LOW: continue while GPIO.input(pin) == GPIO.HIGH: continue i = 0 while i < 40: cnt = 0 while GPIO.input(pin) == GPIO.LOW: continue while GPIO.input(pin) == GPIO.HIGH: cnt += 1 if cnt > 100: break if cnt < 12: data.append(0) else: data.append(1) i += 1 humidity_bit = data[0:8] humidity_point_bit = data[8:16] temperature_bit = data[16:24] temperature_point_bit = data[24:32] check_bit = data[32:40] humidity = 0 humidity_point = 0 temperature = 0 temperature_point = 0 check = 0 for i in range(8): humidity += humidity_bit[i] * 2 ** (7-i) humidity_point += humidity_point_bit[i] * 2 ** (7-i) temperature += temperature_bit[i] * 2 ** (7-i) temperature_point += temperature_point_bit[i] * 2 ** (7-i) check += check_bit[i] * 2 ** (7-i) tmp = humidity + humidity_point + temperature + temperature_point if check == tmp: print "temperature :", temperature, "*C, humidity:", humidity, "%" else: print "wrong" GPIO.cleanup()

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