Arduino使用DHT11测量温湿度

发表于 2019-08-30 更新于 2023-09-08 分类于单片机

概览

这篇文章很简单（就是一点电工知识），就是利用DHT11温湿度传感器测量温湿度值，并把结果显示在LCD1602显示器上。

实验元器件列表

元器件	型号	数量
主控板	arduino Uno	1
温湿度传感器	DHT11	1
液晶屏	1602 LCD	1
电阻	1K电阻	4
面包板		1
面包板条线		若个
数据线	Uno数据线	1

工具和元器件介绍

DHT11温湿度传感器

DHT11 传感器接线方法并不复杂，DHT11封装有4个引脚，各个引脚说明如下：

Pin	名称	注释
1	VDD	供电 3-5.5 VDC
2	DATA	串行数据，单总线
3	NC	空脚
4	GND	接地，电源负极

LCD1602

1602字符型液晶，是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，能够同时显示16x02即32个字符。

LCD1602分为两种：带背光和不带背光，带背光的要后一些，引脚多2个，为16个引脚，如下：

引脚说明

LCD1602 通常有14条引脚或16条引脚，14与16引脚的差别在于16条引脚多了背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其它引脚与14脚的LCD完全一样，如下：

引脚	符号	功能说明
1	VSS	一般接地
2	VDD	接电源（+5V）
3	V0	液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）
4	RS	RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器
5	R/W	R/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作
6	E	E(或EN)端为使能(enable)端，写操作时，下降沿使能；读操作时，E高电平有效
7	DB0	低4位三态、双向数据总线 0位（最低位）
8	DB1	高4位三态、双向数据总线 1位
9	DB2	高4位三态、双向数据总线 2位
10	DB3	高4位三态、双向数据总线 3位
11	DB4	高4位三态、双向数据总线 4位
12	DB5	高4位三态、双向数据总线 5位
13	DB6	高4位三态、双向数据总线 6位
14	DB7	高4位三态、双向数据总线 7位（busy flag）
15	BLA	背光电源正极
16	BLK	背光电源负极

驱动LCD1602

驱动方式

Arduino驱动LCD1602可以选择直接驱动，可以有4线和8线的驱动方式，不过这样还是挺占IO口的，要接的东西多了，就不够用了。所以在这里，我们介绍IIC驱动方式，在LCD1602上得焊接一块IIC转接板（如PCF8574T），只占用2个IO口就能驱动LCD1602。
IIC「Inter-Integrated Circuit 集成电路总线」是一种串行通信总线，应用于板载低速设备间的通讯。由飞利浦公司开发的这一通讯协议，其目的就是为了简化系统硬件设计，减少设备间的连线。
IIC串行总线有两根信号线，一根是双向的数字线SDA，另一根是时钟线SCL，每个IIC设备都有自己的地址，IIC总线上多个设备间通过设备地址进行区别。

upload successful
上图为本篇使用的IIC转接板，直接焊接于LCD1602。可通过跳线帽设置是否开启背光，通过蓝色电位器调节对比度。IIC设备地址可通过短路A0/A1/A2修改，默认地址用下文的方法查看。
### 接线 | PCF8574T | | Arduino | |----------|----|---------| | GND | -> | GND | | VCC | -> | 5V | | SDA | -> | A4 | | SCL | -> | A5 |

扫描I2C地址

将以下代码拷贝到Arduino IDE，并执行。然后选择工具->串口监视器，把右下角的波特率改为115200，即可读出I2C地址:

// I2C Scanner
// Written by Nick Gammon
// Date: 20th April 2011
#include <Wire.h>
void setup() { 
    Serial.begin (115200); // Leonardo: wait for serial port to connect 
    while (!Serial) { } 
    Serial.println (); 
    Serial.println ("I2C scanner. Scanning ..."); 
    byte count = 0; 
    Wire.begin(); 
    for (byte i = 8; i < 120; i++) { 
        Wire.beginTransmission (i); 
        if (Wire.endTransmission () == 0) { 
          Serial.print ("Found address: "); 
          Serial.print (i, DEC); 
          Serial.print (" (0x"); 
          Serial.print (i, HEX); 
          Serial.println (")"); 
          count++; 
          delay (1); // maybe unneeded? 
        } // end of good response 
    } // end of for loop 
    Serial.println ("Done."); 
    Serial.print ("Found "); 
    Serial.print (count, DEC); 
    Serial.println (" device(s).");
} // end of setup
void loop() {}

upload successful
可以看到默认地址是0x27（所以不能轻易相信淘宝客服的话。。。）。

安装驱动库

LCD1602的驱动库都是要额外装的。
在Arduino IDE中点击「项目」—「加载库」—「管理库」，查找「LiquidCrystal_I2C」，选择最新版本进行安装。
upload successful

显示字符

代码挺简单的：

// meng
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //引用I2C库
 
//设置LCD1602设备地址，这里的地址是0x3F，一般是0x20，或者0x27，具体看模块手册
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);  

void setup()
{
  lcd.init();                  // 初始化LCD
  lcd.backlight();             //设置LCD背景等亮
}
 
void loop()
{
  lcd.setCursor(0,0);                // 设置显示指针
  lcd.print("Pig Love Rabbit");     // 输出字符到LCD1602上
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("       by MH.");
  delay(1000);
  lcd.setBacklight(LOW); // 关掉背光 delay(1000);
  delay(1000);  
  lcd.setBacklight(HIGH);
}

最终显示效果：

显示温湿度

加载DHT的库

为了能读取DHT11的数据，我们需要引入新的库，这里我们用了这个库：DHTlib，用Arduino也可以直接搜到

接线

upload successful
接线蛮简单的，DHT就用到了3个脚，需要注意的是在VCC和DHT11的DATA脚之间放置一个10KΩ的上拉电阻，以使其保持高电平，以实现传感器和MCU之间的正确通信。

代码：

// meng
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //引用I2C库
#include <dht.h>

 
//设置LCD1602设备地址，这里的地址是0x3F，一般是0x20，或者0x27，具体看模块手册
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

#define dataPin 2
dht DHT; // Creats a DHT object

void setup()
{
  lcd.init();                  // 初始化LCD
  lcd.backlight();             //设置LCD背景等亮
}
 
void loop()
{
  int readData = DHT.read11(dataPin); // 读取数据
  // int readData =  DHT.read22(dataPin); // DHT22/AM2302
  float t = DHT.temperature; // 温度
  float h = DHT.humidity;    // 湿度

  lcd.setCursor(0,0);                // 设置显示指针

  // 显示温度
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(t); // Prints the temperature value from the sensor
  lcd.print(" ");
  lcd.print((char)223);//shows degrees character
  lcd.print("C");
  
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Humi: ");
  lcd.print(h);
  lcd.print(" %");
  delay(3000);
}

最终，我们实现了把DHT11的温湿度显示到LCD上的效果了：

参考文章： * LCD 1602显示屏