DHT11是一款由Aosong Electronics推出的低成本、集成化數(shù)字溫濕度傳感器，憑借其接線簡(jiǎn)單、無需外圍元件、操作便捷的特性，成為入門級(jí)溫濕度采集場(chǎng)景的首選方案，廣泛應(yīng)用于智能家居、消費(fèi)電子、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、工業(yè)環(huán)境簡(jiǎn)易監(jiān)控等領(lǐng)域。與需要復(fù)雜時(shí)序控制的DS18B20或精度要求較高的DHT22相比，DHT11以“夠用就好”的設(shè)計(jì)理念，平衡了成本與實(shí)用性，其核心優(yōu)勢(shì)在于單總線通信的簡(jiǎn)潔性和全數(shù)字輸出的便利性，無需額外的AD轉(zhuǎn)換器或復(fù)雜的校準(zhǔn)流程，僅需通過三根線（VCC、GND、DATA）即可與微控制器（MCU）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，極大降低了硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)的門檻。

從硬件結(jié)構(gòu)來看，DHT11內(nèi)部集成了溫濕度傳感元件、8位MCU、單總線接口電路及數(shù)據(jù)校準(zhǔn)存儲(chǔ)單元，整體封裝為4針（或3針）塑料封裝，體積小巧，便于嵌入各類設(shè)備。其中，溫濕度傳感元件采用高分子濕敏電阻和NTC熱敏電阻組合，能夠?qū)h(huán)境中的相對(duì)濕度和溫度轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；內(nèi)部MCU負(fù)責(zé)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校準(zhǔn)與數(shù)字編碼，再通過單總線接口將處理后的數(shù)字信號(hào)傳輸給外部主機(jī)。值得一提的是，DHT11的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)已在出廠時(shí)存儲(chǔ)于內(nèi)部OTP（一次性可編程）存儲(chǔ)器中，每次上電后會(huì)自動(dòng)加載校準(zhǔn)參數(shù)，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，無需用戶額外進(jìn)行校準(zhǔn)操作，這一設(shè)計(jì)進(jìn)一步簡(jiǎn)化了應(yīng)用流程。其供電電壓范圍為3.3V~5.5V，兼容主流MCU的IO電平，工作電流在測(cè)量期間約為2.5mA，休眠期間僅為100μA，低功耗特性使其適合電池供電的便攜設(shè)備（如小型溫濕度計(jì)、智能花盆傳感器）。

DHT11的核心通信方式為單總線協(xié)議，盡管與DS18B20的單總線名稱相同，但時(shí)序規(guī)則與數(shù)據(jù)格式存在顯著差異，且DHT11不支持多節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)（單總線僅能掛載一個(gè)傳感器），這是由其硬件設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化性決定的。單總線的DATA引腳兼具輸入與輸出功能，既用于主機(jī)向傳感器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，也用于傳感器向主機(jī)返回溫濕度數(shù)據(jù)，因此需要通過外部4.7kΩ~10kΩ的上拉電阻維持總線空閑狀態(tài)的高電平，確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。通信過程分為“主機(jī)啟動(dòng)信號(hào)”和“傳感器響應(yīng)與數(shù)據(jù)傳輸”兩個(gè)階段，時(shí)序的準(zhǔn)確性直接決定通信成敗，且DHT11的時(shí)序要求雖不及DS18B20嚴(yán)苛，但仍需嚴(yán)格遵循時(shí)長(zhǎng)規(guī)范，否則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或誤讀。

主機(jī)發(fā)起通信時(shí)，首先需要發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)：將DATA線拉低至少18ms（通常設(shè)計(jì)為20ms），確保傳感器能夠檢測(cè)到啟動(dòng)指令；隨后主機(jī)釋放DATA線，總線通過上拉電阻恢復(fù)高電平，主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，準(zhǔn)備接收傳感器的響應(yīng)信號(hào)。傳感器檢測(cè)到啟動(dòng)信號(hào)后，會(huì)在20~40μs內(nèi)做出應(yīng)答：先將DATA線拉低80μs，再拉高80μs，這兩段連續(xù)的低-高電平組合構(gòu)成應(yīng)答信號(hào)，告知主機(jī)“已準(zhǔn)備就緒，可以傳輸數(shù)據(jù)”。主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)后，需立即切換DATA線為輸入模式，等待接收傳感器發(fā)送的40位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程無需主機(jī)額外發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，完全由傳感器控制時(shí)序節(jié)奏。

DHT11傳輸?shù)?span>40位數(shù)據(jù)遵循固定的格式，按順序依次為8位濕度整數(shù)部分、8位濕度小數(shù)部分、8位溫度整數(shù)部分、8位溫度小數(shù)部分、8位校驗(yàn)和，總計(jì)5個(gè)字節(jié)。需要注意的是，DHT11的測(cè)量精度限制了其小數(shù)部分的實(shí)用性——濕度測(cè)量范圍為20%RH~90%RH，精度為±5%RH；溫度測(cè)量范圍為0℃~50℃，精度為±2℃，且小數(shù)部分始終為0（即僅能輸出整數(shù)溫濕度值），因此實(shí)際有效數(shù)據(jù)僅為濕度整數(shù)和溫度整數(shù)，這也是其與高精度傳感器DHT22的核心區(qū)別之一。校驗(yàn)和的計(jì)算規(guī)則為前四個(gè)字節(jié)（濕度整+濕度小+溫度整+溫度?。┑睦奂雍腿〉?span>8位，主機(jī)接收數(shù)據(jù)后，通過計(jì)算校驗(yàn)和與傳感器發(fā)送的校驗(yàn)和對(duì)比，若一致則說明數(shù)據(jù)傳輸無誤，可進(jìn)行解析；若不一致則判定為數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，需重新發(fā)起通信。例如，若接收的40位數(shù)據(jù)為“00100101 00000000 00011001 00000000 00111110”，則濕度整數(shù)為0x25（37%RH），濕度小數(shù)為0x00（0%RH），溫度整數(shù)為0x19（25℃），溫度小數(shù)為0x00（0℃），校驗(yàn)和為0x25+0x00+0x19+0x00=0x3E（與最后一字節(jié)一致），數(shù)據(jù)有效。