温湿度模块

DHT22产品手册

产品概述

本产品是采用高稳定性电容式感湿元件作为传感元件，经过微处理器采集处理转化成数字信号输出。每一个传感器都经过标定校准和测试。具有长期稳定、可靠性高、 精度高、低功耗等特点。

尺寸图

单位:mm(±0.5)

三、产品特点

DHT22数字温湿度模块具有以下特点：

1、数字输出，IIC协议；

2、超低功耗；

3、0-100%相对湿度测量范围；

4、全标定、温漂校准。

5、使用独立感湿元器件，稳定性好，抗污染能力强

四、性能特征

相对湿度 温度

参数	条件	最小	典型	最大	单位
分辨率			0.1		%RH
量程范围		0		99.9	%RH
精度	25℃		±3		%RH
重复性			±0.1
响应时间	1/e(63%)		<8		S
迟滞			±0.5
漂移	典型值		< 3		%RH/r

参数	条件	最小	典型	最大	单位
分辨率			0.1		℃
工作范围		-40		80	℃
精度			±0.5		℃
重复性			±0.2		℃
响应时间	1/e(63%)	1			S
迟滞			±0.1
漂移	典型值		< 0.2		℃/r

 

表2

表1

 

图2

图1

电气特性

参数	条件	最小	典型	最大	单位
供电电压VDD		2.8	3.3	5.5	V
供电电流	休眠模式		0.2		uA
	测量模式		500		uA
采样周期			2.0		S
低电平输出电压	Io<4mA	0		250	mV
高电平输出电压	Rp<25kΩ	80%		100%	VDD
低电平输入电压	下降沿	0%		20%	VDD
高电平输入电压	上升沿	80%		100%	VDD
输出电流	On			4	mA
	三态门（Off）		10	20	μA

表3 Io表示低电平输出电流 Rp代表上拉电阻

用户指南

1、 引脚分配

引脚	名称	描述
1	VDD	电源 2.8～5.5V
2	SDA	串行数据，双向口
3	GND	地
4	SCK	时钟线

 

1. 2. 3. 4.

透气孔朝上

图3

表4 引脚分配

1.1、电源引脚（VDD GND）

本产品的供电电压为2.8～5.5V，建议供电电压为3.3V。

1.2、串行数据（SDA）

SDA为数据口，三态结构，SDA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK上升沿有效

1.3、串行数据（SCK）

SCK 用于微处理器与 DHT22之间的通讯同步。注意频率范围。

2、通信协议

DHT22为了精确测量气体的湿度，减少温度对测量的影响，DHT22传感器在非工作期间，自动转为休眠模式，以降低传感器自身的发热对周围气体湿度的影响。DHT22采用被动式工作模式，即主机通过指令唤醒传感器后，传感器才开始测量、应答等动作。通讯结束后，传感器进入休眠状态。

2.1、DHT22连接图

图3 IIC通讯连接图

注：上拉电阻一般建议采用10KΩ电阻，传感器与主机传输距离超过10米，建议用5.1KΩ

2.2、输入/输出特性

电气特性，如功耗、输入和输出的高、低电平电压等，依赖于电源供电电压。表3详细解释了DHT22的电气特性。若想与传感器获得最佳的通讯效果，请设计时严格遵照表4与图5的条件。

图4

	参数	最小	典型	最大	单位
FSCK	SCK频率			100	KHZ
TSCKx	SCK高/低时间	5			us
TR/TF	SCK升/降时间			1	us
TFO	SDA下降时间			800	ns
TRO	SDA上升时间			1000	ns
TV	SDA有效时间		400		ns
TSU	SDA设定时间		350		ns
THO	SDA保持时间		100		ns

 

表5

2.3、IIC通讯协议（说明书末尾附带C语言程序 附件1）

DHT22采用标准的I2C协议进行通讯。因此关于I2C的更多细节该手册将不做赘述。欲获取下述章节以外的关于I2C协议的资料，请自行参阅。

2.4、启动传感器

首先，选择合适的电源，上电速率不能低于1V/ms。

2.5、启动/停止时序

每个传输系列都以Start状态作为开始并以Stop状态作为结束

 

SCK

SDA

30%

70%

70%

30%

图5

SCK

SDA

30%

70%

70%

30%

图6

图5 启动传输状态（S）-当SCK为高电平时，SDA由高电平转换为低电平。开始状态是由于主机控制的一种特殊的总线状态，指示从机传输开始。

图6 停止传输状态（P）-当SCK为高电平时，SDA由低电平转换为高电平。停止状态是由于主机控制的一种特殊的总线状态，指示从机传输结束。

2.6、发送命令

在启动传输后，随后传输的I2C首字节包括7位的I2C设备地址（当前只支持44H）和一个SDA方向位（读R：‘1’，写W：‘0’）。在第8个SCL时钟下降沿之后，通过拉低SDA信号线（ACK位），指示传感器数据通信正常。

传感器地址	44H
触发温湿度测量	2C10H
触发温度测量	CC44H F3H
触发湿度测量	CC66H F5H

表6 传感器通讯参数

2.7、读取温湿度

DHT22读取温湿度时序图如下：白色由微控制器控制，传感器响应为灰色块

读取步骤如下：

（1）、复位传感器、初始化。

指令	十六进制编码
软复位	0x30A2

（2）、获取湿度运算系数与系统配置（可不读取）

指令	十六进制编码
读取HumA高8位	0xD208
读取HumA低8位	0xD209
读取HumB高8位	0xD20A
读取HumB低8位	0xD20B
读取配置字Cfg（可不读取）	0xD206

（3）、触发测量温湿度

测温、测湿单独模式

通过发送测量命令CC44H或CC66H触发一次湿度或温度数据的采集。在传输期间，每个数据值始终跟随CRC检验和。下表中显示了16位命令。重复性（低，中和高 默认为高）和时钟延展（启用或禁止 默认是禁止）可以通过修改配置寄存器实现。重复性影响测量持续时间，从而会影响传感器的总功耗

指令	十六进制编码
测量温度	0xCC44
测量湿度	0xCC66

同时测量模式

指令	十六进制编码
测量温度和湿度	0x2C10

温度、相对湿度转换

通过上面两种方式可以获得16bit温度原始数据S_t、16bit湿度原始数据S_h

最终带入下面公式

温度（℃）：

 

湿度（%RH）：

 

RHrel = RH + 0.25*(T - 25.0) (注: 温漂1℃为 -0.25%RH)

 

注: RH限定在0～100, if(RH>100) RH=100;

Else if(RH<0) RH=0;

（4）修改配置寄存器

Cfg	Bit7	Bit6	Bit5	Bit4	Bit3	Bit2	Bit1	Bit0
0x02	Reserved	Reserved	clk_strench	Mps2	Mps1	Mps0	Repeatbility1	Repeatbility1
描述	保留		IIC接口时钟拉伸使能： 0：不允许拉伸 1：允许拉伸	每秒测量次数选择： 000：单次			重复性设置： 00：低可重复性 01：中等可重复性 10：高可重复性

指令	十六进制编码
修改配置字Cfg	0x5206

（5）循环冗余校验（CRC）计算

在每个数据字之后发送的 8 位 CRC 校验和由 CRC 算法生成。其属性显示在下表中。

属性	数值
名称	CRC-8
位宽	8位
保护数据	读/写
多项式	0x31（X8+X5+X4+1）
初始数据	0xFF
待测数据的每个字节是否按位反转	否

应用信息

1、工作条件

确保传感器性能正常稳定的工作，建议使用温度范围-40℃-80℃，湿度范围0-99.9%RH。超出建议的范围可能导致测量结果暂时性漂移。

2、存储条件与恢复

湿度传感器为环境敏感型电子元器件，需要仔细防护。长期暴露在高浓度的化学蒸汽中将会致使传感器的测量产生漂移。因此建议将传感器存放于原包装内，并符合存储条件：温度范围10℃-50℃；湿度范围20-60%RH。在生产和运输过程中，要保证传感器远离高浓度的化学溶剂。要避免使用挥发性胶水、粘性胶带、不干胶贴纸，或者具有挥发性的包装材料，如发泡塑料袋、泡沫塑料。

3、温度影响

相对湿度，很大程度上依赖于温度。产品在出厂前都做了温度的校准补偿，测量湿度时，应尽可能的保证传感器在同一温度下工作，安装在产品上时要尽可能的远离热源。否则将无法准确的测试到气体的相对湿度。

特别说明

许可协议

以上内容由本公司提供，版权所有，未经本公司之书面许可，此手册中任何段落，章节内容均不得被摘抄、拷贝或以任何形式复制、传播，否则一切后果由违者自负，本公司保留一切法律权利。

本公司保留对手册所描述之产品规格进行修改的权利，恕不另行通知。订货前，请垂询当地代理商以获悉本产品的最新规格。

警告

使用及人身伤害

勿将本产品用于安全保护装置或急停设备上，以及由于本产品故障可能导致人身受到伤害的任何应用中；在使用本产品前，请仔细阅读本说明书中的内容；

禁止在易燃气体附近使用

禁止在易燃、易爆气体的场所使用；

严禁直接触及传感器

为防止污染感湿膜，避免手指直接触摸元件表面；汗液会污染感湿膜会导致性能漂移，接触传感器请戴防静电手指套；

工作环境

建议使用温度范围-40℃-80℃，湿度范围0-100%RH。超出建议的范围可能导致测量结果暂时性漂移；本产品对光线不敏感，但长时间暴露在太阳光或则紫外线辐射中，同样加速老化。

 

附件1

#define V4_I2C_ADDR 0x44 /* Addr 引脚接低电平*/

//获取湿度校准参数

static u16 HumA,HumB;

void DHT22Init(void)

{

ResetMD();

delay(10); //10us或者不用

HumA = Read_Rg(8);

HumA = (HumA<<8)|Read_Rg(9);

HumB = Read_Rg(10);

HumB = (HumB<<8)|Read_Rg(11);

}

//单次触发温湿度测量

u8 ReadDHT22(s16 *tem,u16 *Hum)

{

static u8 initFlag=0;

u8 i,errRe,ReadDatSH[6],CalCRC[3],errorflag;

s16 TemBuf;

long CapBuf;//s32

 

start();

write_byte(V4_I2C_ADDR<<1);// Add+W

delay(1);

respons();

write_byte(0x2c);//单字节读取寄存器 指令D2xx

respons();

write_byte(0x10);

respons();

stop();

delay(465);//2ms SCL空闲最小1ms

 

for(i=0;i<50;i++)//查询5次看测完结果

{

delay(230);//1ms

delay(230);

delay(230);

start();

write_byte(V4_I2C_ADDR<<1|0x01);// Add+R

errRe=respons();

if(errRe ==0)

break;//测量完成

else

stop();

}

 

if(errRe == 0)

{

ReadDatSH[0] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[1] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[2] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[3] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[4] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[5] = read_byte();

SendACK(NACK);

stop();

}

CalCRC[0] = ReadDatSH[0];

CalCRC[1] = ReadDatSH[1];

CalCRC[2] = ReadDatSH[2];

errorflag = SHT3x_CheckCrc(CalCRC,2);

if(errorflag==0)

{

TemBuf = (u16)ReadDatSH[0]<<8|(ReadDatSH[1]);

TemBuf = 400+TemBuf/25.6;//*10 结果*10倍 286即28.6℃

*tem = TemBuf;

}

CalCRC[0] = ReadDatSH[3];

CalCRC[1] = ReadDatSH[4];

CalCRC[2] = ReadDatSH[5];

errorflag |= SHT3x_CheckCrc(CalCRC,2);

if(errorflag==0)

{

CapBuf = (u16)ReadDatSH[3]<<8|(ReadDatSH[4]);

CapBuf = (CapBuf-HumB)*600/(HumA-HumB)+300;

//20℃为5个湿度点 即1℃为0.25个湿度点 0.1℃ 为0.025

CapBuf = CapBuf+ 25*(TemBuf-250)/100;

 

if(CapBuf>1000)

CapBuf = 999;

else if(CapBuf<0)

CapBuf = 0;

 

*Hum = (u16)CapBuf;//同样结果*10

}

 

return errorflag;

}

//子函数-----------------------------

#define ACK 0

#define NACK 1

static u8 ACK_ret;

void start(void){

HDCSDA_SET();

delay(10); //IIC 时钟频率可以 0~100KHz

HDCSCL_SET();

delay(10);

HDCSDA_CLR();

delay(10);

HDCSCL_CLR();

}

void stop(void){

HDCSDA_CLR();

delay(10);

HDCSCL_SET();

delay(10);

HDCSDA_SET();

delay(10);

}

u8 respons(void)

{

u8 i=0,error=0;//写完后紧跟着WaitACK，所有可以改变SDA

HDCSDA_Input();

delay(10);

HDCSCL_SET();

delay(10);

ACK_ret = 0;

while(((HDCGet_SDA())!=0)&&i<50)i++;

if(i>45)

{

error = 1;

ACK_ret = 1;

}

HDCSCL_CLR();//SCK:0可以改变SDA

delay(10);

HDCSDA_Output();

return error;

}

void SendACK(u8 ack)

{

if(ack == 0)

{

HDCSDA_CLR();

}

else

{

HDCSDA_SET();

}

delay(10);

HDCSCL_SET();

delay(10);

HDCSCL_CLR();

delay(10);

HDCSDA_SET();

}

void write_byte(u8 date){

u8 i,temp;

temp=date;

for(i=0;i<8;i++)

{

HDCSCL_CLR();

// delay(10);

if((temp&0x80)==0x80)

{HDCSDA_SET();}else{HDCSDA_CLR();}

delay(10);

HDCSCL_SET();

delay(10);

temp=temp<<1;

}

HDCSCL_CLR();

delay(10);

// HDCSDA_SET();

// delay(10);

}

u8 read_byte(void){

u8 i,k;

HDCSDA_SET();//让P口准备读数

HDCSDA_Input();

for(i=0;i<8;i++)

{

HDCSCL_SET();

delay(10);

k <<= 1;

if(HDCGet_SDA())//==0x04

k |= 0x01;

HDCSCL_CLR();//SCK:0可以改变SDA

delay(10);

}

HDCSDA_Output();//

return k;

}

const u16 POLYNOMIAL = 0x131; //P(x)=x^8+x^5+x^4+1 = 100110001

//==============================================================================

u8 SHT3x_CheckCrc(u8 data[], u8 nbrOfBytes) //跟SHT30一样只是将CRC值到会到data后返回

//==============================================================================

{

u8 crc = 0xff; //0

u8 byteCtr,bit;

//calculates 8-Bit checksum with given polynomial

for (byteCtr = 0; byteCtr < nbrOfBytes; ++byteCtr)

{ crc ^= (data[byteCtr]);

for (bit = 8; bit > 0; --bit)

{ if (crc & 0x80) crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL;

else crc = (crc << 1);

}

}

if (crc != data[nbrOfBytes])

{

data[nbrOfBytes] = crc;

return 0x01;

}

else return 0;

}

//软复位

void ResetMD(void)

{

start();

write_byte(V4_I2C_ADDR<<1);// Add+W

delay(1);

respons();

write_byte(0x30);

respons();

write_byte(0xA2);

respons();

stop();

}

//读取寄存器数据

u16 Read_Rg(u8 AddRg)

{

u8 errRe,ReadDatSH[3];

u16 ReDat;

 

start();

write_byte(V4_I2C_ADDR<<1);// Add+W

delay(1);

respons();

write_byte(0xD2);//单字节读取寄存器 指令D2xx

respons();

write_byte(AddRg);

respons();

 

delay(10);

start();

write_byte(V4_I2C_ADDR<<1|0x01);// Add+R

errRe=respons();

//if(ACK_ret == 0)

//{

ReadDatSH[0] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[1] = read_byte();

SendACK(ACK);

ReadDatSH[2] = read_byte();

SendACK(NACK);

//}

stop();

errRe = SHT3x_CheckCrc(ReadDatSH,2);

if(errRe==0)

{

ReDat = ReadDatSH[0];

}else

{

ReDat = 0xff;

}

return ReDat;

}