树莓派 Pico 上使用 DHT11／DHT22 温湿度传感器

DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用领域：暖通空调；汽车；消费品；气象站；湿度调节器；除湿器；家电；医疗；自动控制等。

DHT11 的特性

湿度的测量范围是：20-90%RH，量程根据温度不同有所变化；
温度的测量量程是：0 ～ 50 摄氏度；
测湿精密度是：±5%RH；
测温精密度是：±2 摄氏度；

接线

DHT11 温湿度传感器模块有三个引脚，VCC 接 Pico 的 3V3 引脚，GND 接 Pico 的 GND 引脚，DATA 接 Pico 的 GP22 引脚。

编程

这里直接使用前人造好的轮子，将下面的代码保存在 Pico 上，命名为 PicoDHT22.py。

import utime
import rp2
from rp2 import PIO, asm_pio
from machine import Pin

@asm_pio(set_init=(PIO.OUT_HIGH),autopush=True, push_thresh=8)
def DHT22_PIO():
    # clock set at 500Khz  Cycle is 2us
    # drive output low for at least 20ms
    set(y,1)                    # 0
    pull()                      # 1
    mov(x,osr)                  # 2
    set(pindirs,1)              # 3 set pin to output
    set(pins,0)                 # 4 set pin low
    label ('waitx')
    jmp(x_dec,'waitx')          # 5 decrement x reg every 32 cycles
    set(pindirs,0)              # 6 set pin to input 
    # STATE A. Wait for high at least 80us. max should be  very short
    set(x,31)                   # 7 
    label('loopA')
    jmp(pin,'got_B')            # 8
    jmp(x_dec,'loopA')          # 9
    label('Error')
    in_(y,1)                    # 10
    jmp('Error')                # 11  Infinity loop error

    # STATE B. Get HIGH pulse. max should be 40us
    label('got_B')
    set(x,31)                   # 12
    label('loop_B')
    jmp(x_dec,'check_B')        # 13
    jmp('Error')                # 14
    label('check_B') 
    jmp(pin,'loop_B')           # 15
 
    # STATE C. Get LOW pulse. max should be 80us
    set(x,31)                   # 16
    label('loop_C')
    jmp(pin,'got_D')            # 17     
    jmp(x_dec,'loop_C')         # 18
    jmp('Error')                # 19
    
    # STATE D. Get HIGH pulse. max should be 80us
    label('got_D')
    set(x,31)                   # 20
    label('loop_D')
    jmp(x_dec,'check_D')        # 21
    jmp('Error')                # 22
    label('check_D')
    jmp(pin,'loop_D')           # 23
    
    # STATE E. Get Low pulse delay. should be around 50us
    set(x,31)                   # 24
    label('loop_E')
    jmp(pin,'got_F')            # 25
    jmp(x_dec,'loop_E')         # 26
    jmp('Error')                # 27
   
    # STATE F.
    # wait 40 us
    label('got_F')              
    nop() [20]                  # 28
    in_(pins,1)                 # 29
    # now wait for low pulse
    set(x,31)                   # 30
    jmp('loop_D')               # 31    

class PicoDHT22:
    def __init__(self,dataPin, powerPin=None,dht11=False,smID=1):
        self.dataPin = dataPin
        self.powerPin = powerPin
        self.dht11 = dht11
        self.smID = smID
        self.dataPin.init(Pin.IN, Pin.PULL_UP)
        if self.powerPin is not None:
            self.powerPin.init(Pin.OUT)
            self.powerPin.value(0)
        self.sm= rp2.StateMachine(self.smID)

    def read_array(self):
        if self.powerPin is not None:
            self.powerPin.value(1)
            utime.sleep_ms(800)
        utime.sleep_ms(200)
        #start state machine
        self.sm.init(DHT22_PIO,freq=500000,
                     set_base=self.dataPin,
                     in_base=self.dataPin,
                     jmp_pin=self.dataPin)
        if self.dht11:
            self.sm.put(10000)
        else:
            self.sm.put(1000)
        self.sm.active(1)
        value = []
        for i in range(5):
            value.append(self.sm.get())
        self.sm.active(0)
        if self.powerPin is not None:
            self.powerPin.value(0)
        return value
 
    def read(self):
        value = self.read_array()
        sumV = 0
        for i in range(4):
            sumV += value[i]
        if (sumV & 0xff) == value[4]:
            if self.dht11:
                humidity=value[0] & 0x7f
                temperature=value[2] 
            else:                
                humidity=((value[0]<<8)  + value[1])/10.0
                temperature=(((value[2] &0x7f) << 8)  + value[3]) /10.0 
            if (value[2] & 0x80) == 0x80:
                temperature = -temperature            
            return temperature, humidity
        else:
            return None, None

再创建 main.py 并输入一下主程序：

from machine import Pin
from PicoDHT22 import PicoDHT22
import utime

dht_sensor=PicoDHT22(Pin(22,Pin.IN,Pin.PULL_UP),dht11=True)
while True:
    T,H = dht_sensor.read()
    if T is None:
        print(" sensor error")
    else:
        print("{}'C  {}%".format(T,H))
    #DHT22 not responsive if delay to short
    utime.sleep_ms(500)

注意，这个库也支持 DHT22 模块。如果使用的是 DHT22 传感器，请将上面 dht_sensor 的那行修改为下面：

dht_sensor=PicoDHT22(Pin(22,Pin.IN,Pin.PULL_UP),dht11=False)

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