在物聯網時代，用得最多的是什麼？答案無疑是傳感器！相信大家都入手過不少傳感器，DHT11作為一款比較常用的溫濕度傳感器，估計沒人會說「沒聽過」或者「不會用」吧？最近我帶兒子玩樹莓派的時候，發現了一個問題，那就是網上使用樹莓派讀取DHT11的python代碼同質化太嚴重。而且說是給樹莓派使用的，但實際上，每段代碼只適合少許型號的樹莓派使用，例如下面這段代碼：
這段代碼在樹莓派3b上工作的不錯，但在樹莓派4b上就完全不能用了，讀出的結果為255（全1）。對照Datasheet，我們很容易就能分析出原因。但這裡就不大段抄文了，簡單說一下原理，在讀取數據的時候，如果有一個較長時間的持續高電平，讀取此位為1，否則就是0，如下圖所示：
根據手冊來說：「0」的高電位持續時間是26~28us，「1」的高電位持續時間是70us。在上面的代碼中，是以循環是否超過8次作為該位0、1的區分，這是樹莓派3b中比較適合的數字了（相信也是反覆試驗出來的）。但是，因為不同樹莓派的SoC主頻不同，顯然如果換一款樹莓派（比如樹莓派4b）這個數值肯定是需要根據實際修改的，將其循環次數k記錄下來：[7, 8, 8, 25, 25, 8, 8, 9, 8, 8, 8, 9, 8, 8, 9, 8, 8, 8, 8, 26, 26, 8, 8, 9, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 8, 8, 24, 24, 8, 8, 8, 8]從數值上來看，7、8、9應該是0；24、25、26應該是1，那麼直接把剛才的代碼第25行改成if k<15:再嘗試。根據傳感器的要求，每次讀取時間間隔超過1s，多次讀取，發現大多數時候讀取的結果都是正確的，但也有錯得比較離譜的情況，比如下面這種情況：
其實原因很簡單，樹莓派的SoC工作頻率並不固定，因此循環周期也是不同的。以樹莓派4b為例，它的頻率可以在600MHz~1500MHz間變化。
如果不用循環，那麼直接讀取兩次時間差值是否可行呢？經過驗證，這是可以的，只要使用time.time.time_ns()函數就行。不過，這裡有個小問題，那就是python的效率比較低，在樹莓派上，即使原始值是「0」（只有不到30us），經過兩次調用這個函數並且做差值運算以後，花費的時間依然超過了70us。當然，這並不是什麼大問題，我們直接嘗試將兩次調用的時間相減（實測大概是50us），作為基礎數值加到30us中，因此將上述循環計數改成時間計數：
這樣在一定程度上，可以抵禦樹莓派主頻自動變化造成讀數錯誤的風險。實測，依然有一定出錯概率，因此最合適的方案就是：多讀幾次，把校驗錯誤和明顯不符合常識的數值（比如濕度大於100）丟棄，這樣結果相對準確一些。代碼很簡單，這裡就不獻醜了，僅提出一個思路，請大家自行展開嘗試。另外，如果有需要查看原圖和代碼的小夥伴，請點擊底部「閱讀原文」進行下載。21ic獨家「修煉寶典」|電子必看公眾號|電子「設計錦囊」
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