dht11是一款数字式温湿度传感器,采用单总线通信协议,可以通过单总线读取到传感器内部的数据,其结构包括主控芯片和测量温湿度的传感器芯片,主控芯片负责整合传感器芯片反馈回来的数据,并对传感器芯片进行时序控制,将数据转换为对应的数字信号输出给单总线。
dht11测量温湿度的原理是:通过传感器中的感温元件和感湿元件来测量温度和湿度,感温元件和感湿元件与单片机(主控芯片)相连。要进行温湿度传感,需要先对传感器进行初始化,在初始化的同时主控芯片也会将上拉电阻的电流通入传感器芯片中。
上拉电阻是为了固定线路电平,当使用输入输出端口时,在输入端口长时间未送入数据时我们称之为"开路"。此时由于其输入阻抗非常大,线路长时间处于不稳定的状态,其上的电容会被充电至接近VDD或VCC,输入端电位会"飘浮"。为了使线路电平稳定,通常要加上上拉电阻把输入端通向电源并充电,VDD或VCC悬空为高电平状态,有了上拉电阻就能保证输入端电位正常工作。
上拉电阻可以把传感器中的信号引导到需要的单片机输入捕获端口上,首先通过上拉电阻的作用,将线路电平拉高至高电平状态,然后通过外部触发信号,将下拉至低电平状态,当传感器探测到温湿度的变化之后,会产生对应的电信号,信号大小跟随温湿度变化而变化,这个信号被输入到单片机后,单片机通过AD转换将这个模拟信号转换为数字信号,并完成对应的计算和处理。
经过上述几方面的阐述,可以得出结论:dht11之所以需要上拉电阻是为了确保单片机输入端口的稳定工作状态,并将线路电平稳定地引导到单片机上,才能正常采集来自dht11的温湿度数据。因此,在设计dht11电路时,需要保证电路的稳定性,合理选用上拉电阻,以确保其正常工作。