DHT22 温湿度传感器：参数、原理与应用深度解析

在电子工程领域，温湿度的精确测量是许多项目不可或缺的部分。DHT22 温湿度传感器凭借其高精度和良好的性能，成为众多工程师的首选。下面，我们将详细解读 DHT22 温湿度传感器的产品特点、参数、工作原理、通信格式以及在不同开发板上的操作方法。

文件下载：DHT22 Temperature-Humidity Sensor.pdf

产品特点与参数

产品特点

DHT22 是一款已校准的数字温湿度传感器，它采用 DHT22（AM2302）芯片和标准单总线接口，用于检测环境温湿度。相较于 DHT11，DHT22 具有更高的精度和更大的量程，能满足更广泛的应用需求。

产品参数

项目	湿度	温度
分辨率	0.1 %RH	0.1 ℃
量程范围	0 ~ 99.9 %RH	-40 ~ 80℃
精度	±2 %RH (25℃)	±0.5℃
推荐存储环境	60%RH 以下	10 ° C ~ 40 ° C
工作电压	3.3V - 5V	-

这些参数清晰地展示了 DHT22 在温湿度测量方面的性能优势，工程师们可以根据实际需求进行合理选择。

接口说明

以接入 MCU 为例，DHT22 的接口连接方式如下：

• VCC：接 3.3V ~ 5.5V 电源。
• GND：接 GND。
• DOUT：接 MCU.IO。

这种简单的接口设计，方便了工程师在不同项目中的连接和使用。

工作原理

引脚定义

引脚	名称	描述
1	VCC	电源正( 3.3V - 5.5V )。
2	GND	电源地。
3	DOUT	数据端口，接到 AM2302 的 SDA 端。

单总线通信

AM2302 器件采用简化的单总线通信，单总线只有一根数据线，系统中的数据交换、控制均由该数据线完成。通常需要外接一个约 5.1kΩ 的上拉电阻，使总线闲置时状态为高电平。SDA 用于微处理器与 AM2302 之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次传送 40 位数据，高位先出。

通信格式说明

起始信号

微处理器把数据总线（SDA）拉低一段时间（至少 800 μs），通知传感器准备数据。

响应信号

传感器把数据总线（SDA）拉低 80 μs，再接高 80 μs 以响应主机的起始信号。

数据格式

收到主机起始信号后，传感器一次性从数据总线（SDA）串出 40 位数据，高位先出。具体包括：

• 湿度：湿度分辨率是 16Bit，高位在前；传感器串出的湿度值是实际湿度值的 10 倍。
• 温度：温度分辨率是 16Bit，高位在前；传感器串出的温度值是实际温度值的 10 倍；温度最高位（Bit15）等于 1 表示负温度，等于 0 表示正温度；温度除了最高位（Bit14 ~ Bit0）表示温度值。
• 校验位：校验位 = 湿度高位 + 湿度低位 + 温度高位 + 温度低位。

单总线通信时序

用户主机（MCU）发送一次起始信号（把数据总线 SDA 拉低至少 800µs）后，AM2302 从休眠模式转换到高速模式。待主机开始信号结束后，AM2302 发送响应信号，从数据总线 SDA 串行送出 40Bit 的数据，先发送字节的高位；发送的数据依次为湿度高位、湿度低位、温度高位、温度低位、校验位，发送数据结束触发一次信息采集，采集结束传感器自动转入休眠模式，直到下一次通信来临。

外设读取步骤示例

步骤一

AM2302 上电后要等待 2S 以越过不稳定状态，在此期间读取设备不能发送任何指令。之后测试环境温湿度数据并记录，传感器自动转入休眠状态。此时 AM2302 的 SDA 数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平，SDA 引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。

步骤二

微处理器的 I/O 设置为输出，同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于 800us，典型值是拉低 1MS。然后微处理器的 I/O 设置为输入状态，释放总线，由于上拉电阻，微处理器的 I/O 即 AM2302 的 SDA 数据线也随之变高。等主机释放总线后，AM2302 发送响应信号，即输出 80 微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出 80 微秒的高电平通知外设准备接收数据。

步骤三

AM2302 发送完响应后，随后由数据总线 SDA 连续串行输出 40 位数据，微处理器根据 I/O 电平的变化接收 40 位数据。

• 位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平加 26 - 28 微秒的高电平。
• 位数据“1”的格式为：50 微秒的低电平加 70 微秒的高电平。

AM2302 的数据总线 SDA 输出 40 位数据后，继续输出低电平 50 微秒后转为输入状态，由于上拉电阻随之变为高电平。同时 AM2302 内部重测环境温湿度数据并记录，测试记录结束，单片机自动进入休眠状态。单片机只有收到主机的起始信号后，才重新唤醒传感器，进入工作状态。

在不同开发板上的操作与现象

NUCLEO - F103RB

1. 用杜邦线将 DHT22 接到 Nucleo - F103RB，DOUT 接到 Nucleo - F103RB 的 D2 端口。
2. 用 keil 软件打开程序. mbedTemerature - Humidity Sensor.uvproj，并编译下载。
3. 打开串口监视软件，选择正确的串口号，并设置如下：波特率 9600；数据位 8；停止位 1；校验位 None；控制流 None。串口输出温度和湿度。

Arduino UNO

1. 用杜邦线将 DHT22 接到 UNO，DOUT 接到 UNO 的 D2 端口。
2. 将 DHTxx 文件夹复制到 Arduino 软件的安装目录 Arduinolibraries 下面。点击 File --> Examples --> DHTxx --> DHTxx 打开程序，并编译程序下载。
3. 点击 Tools -> Port 选择 Arduino 开发板的串口号，用打开串口监视器，设置 No line ending，9600 baud。串口输出温度和湿度。

Open103Z

1. 用杜邦线将 DHT22 接到 Open103Z，DOUT 接到 UNO 的 PA3 端口。
2. 用 keil 软件打开程序. Open103ZMDK_ProjectDHT22，并编译下载。
3. 打开串口监视软件，选择正确的串口号，并设置如下：波特率 9600；数据位 8；停止位 1；校验位 None；控制流 None。串口输出温度和湿度。

DHT22 温湿度传感器以其高精度、大测量范围和简单的通信接口，为电子工程师在温湿度测量项目中提供了可靠的解决方案。通过对其工作原理、通信格式和不同开发板使用方法的深入了解，工程师们可以更加灵活地将其应用到各种实际项目中。大家在使用过程中是否遇到过一些特殊问题呢？可以一起交流探讨。