温湿度传感器的原理及应用

摘要：介绍了温湿度传感器DHT90的主要特点、工作原理、典型应用实例及应用程序。
关键词：DHT90；工作原理；应用程序

1 产品概述
1．1 DHT90概述和主要特点
    DHT90是数字温湿度传感器系列中插针型的传感器。该传感器对外提供4针单排引脚，如表1所示，插针采用铜／铍合金制作，外层镀有镍和金。

    该传感器把传感元件和信号处理集成起来，输出的是全标定的数字信号。可以同时采集温度和湿度，两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统变的简单。且该产品具有体积小、响应快、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
    DHT90的主要特点：
    (1)测湿范围：0～100％RH；
    (2)测温范围：-40～123．8℃；
    (3)供电电压为2．4～5．5 V；
    (4)传感器可以连接到I2C总线上；
    (5)两线制的串行接口；
    (6)功耗低；
    (7)数字输出。
1．2 引脚说明
    DHT90的供电电压在2．4～5．5 V之间，建议使用3．3 V。上电速率不能低于1 V／ms。通电后传感器需要11 ms进入休眠状态，在此之前不允许对传感器发送任何命令。1端为串行时钟输入端，作用是实现与单片机同步通讯。串行数据输入端DATA在使用时通常外接一个10 kΩ的上拉电阻，将信号提拉至高电平，数据传输期间，在SCK高电平时，数据要保持稳定。DHT90不能按照I2C协议编址，但在I2C总线上没有挂接别的元件的情况下，可以将它连接到I2C总线上，这时单片机要按照传感器的协议工作。
1．3 DHT90 时序及命令集
    为了与DHT90建立最佳通信效果，设计时应遵循其时序图1和表2的条件。

    传感器DHT90的读写命令集如表3所示，图2是启动它的传输时序图。

    发一组“启动传输”时序，表示数据传输的初始化。当时钟SCK高电平期间，数据DATA翻转为低电平，经过一个周期后数据翻转为高电平。发测量命令，控制器要等待测量结束。结束的时间由内部使用的晶振速度决定。当测量结束后，DATA转至低电平并进入空闲模式。控制器再次触发串行时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号到来才能读出数据。检测到的数据可以先被存储起来，这样控制器可以继续执行其它任务，需要的时候再读出数据。接着传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC奇偶校验。用CRC数据的确认位，表明通讯结束。在测量和通讯结束后，DHT90自动转入休眠模式。如果与DHT90通讯中断，在DATA保持高电平时，可触发9次或更多次串行SCK时钟。

2 应用
2．1 DHT90与单片机连接
    采用数字式温湿度传感器可以制作一温湿度实时显示系统，如图3所示。采用AT89S52单片机作为该系统的控制单元，传感器采用DHT 90，此传感器仅需要一条数据线进行数据传输，另外SCK端用于单片机与DHT90之间的通讯同步，这里采用AT89S52的P3．7与DHT90的SCK相连，用P3．6与DATA端相连，Vcc接电源，CND接地，显示模块为LCD12864。单片机采集到米自DHT90的数据，经过软件线性拟合，最终送列LCD12864上显示温湿度数据。

2．2 DHT90测量流程图及参考应用程序
    此系统硬件设计较为简单，难点在于软件的编写。这里给出DHT90测量流程图如图4所示。

    DHT90的参考应用程序如下所示：
   
   
   
   

3 结束语
    选用单片机为执行器，温湿度传感器作为温度、湿度检测电路，显示器件作为显示电路制做的温湿度测控系统，在蔬菜种植及温湿度检测中有广泛的应用。此外DHT90制作的产品在楼宇控制、家电产品、自动控制气象站、暖通空调HVAC和环境临测等测量场合均可适用。数字式温湿度传感器DHT90极低的功耗，使其成为在选择温湿度传感器时的首选。