沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）

3.3.2 产品简介

SHT11属于Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。传感器芯片此说明书适用于SHT1x-V4。SHT1x-V4 是第四代硅传感芯片，除了湿度、温度敏感元件以外，还包括一个放大器，A/D 转换器，OTP 内存和数字接口。材质传感器的核心为CMOS芯片，外围材料顶层采用环氧LCP ，底层为FR4。传感器符合ROHS 和WEEE 标准，因此不含Pb, Cd, Hg, Cr(6+), PBB,PBDE。

现市场上多用HTC-1型号电子式温度湿度计，产品规格： 湿度分辨率：1％

温度测量范围：-10℃~70℃ 温度测量精度：约±1.0℃（1.8 oF） 温度分辨率：0.1℃（0.2 oF） 湿度测量范围：10％RH~99％RH。

湿度测量精度：±5％(30%-70%) ±7％(20%-30%) ±9％(20%以下)

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图11温湿度计实物

3.3.3 SHT11引脚

图11 SHT11引脚图

图12 SHT11引脚图

（1）电源引脚VDD、GND

SHT11的供电电压范围为2.4-5.5V, 建议供电电压为3.3V。在电源引脚（VDD，GND）之间须加一个100nF的电容，用以去耦滤波。SHT10 的串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；传感器不能按照I2C协议编址，但是，如果I2C 总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到I2C 总线上，但单片机必须按照传感器的协议工作。

（2）串行时钟输入SCK

SCK 用于微处理器与SHT11 之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率。

（3）串行数据 DATA

DATA 引脚为三态结构，用于读取传感器数据 . 当向传感器发送命令时, DATA 在SCK 上升沿有效且在SCK 高电平时必须保持稳定。DATA 在SCK 下降沿之后改变。为确保通讯安全，DATA 的有效时间在SCK 上升沿之前和下降沿之后应该分别延长至 TSU and THO – 参见图 10。当从传感器读取数据时, DATA TV 在 SCK 变低以后有效，且维持到下一个SCK 的下降沿。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA 在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O 电路中加重的DATA线由传感器控制,普通的DATA 线由单片机控制. 有效时间依据SCK 的时序.

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图13 时序图

图14启动传输时序图

后续命令包含三个地址位（目前只支持000”），和五个命令位。SHT1x 会以下述方式表示已正确地接收到指令：在第8 个SCK 时钟的下降沿之后，将DATA 下拉为低电平（ACK 位）。在第9 个SCK时钟的下降沿之后，释放DATA（恢复高电平）。

3.3.4 传感器的通讯

（1）启动传感器

首先，选择供电电压后将传感器通电，上电速率不能低于1V/ms。通传感器需要11ms 进入休眠状态，在此之前不允许对传感器发送任何命令。 （2 ）发送命令

用一组“ 启动传输”时序，来完成数据传输的初始化。它包括：当SCK 时钟高电平时DATA 翻转为低电平，紧接着SCK 变为低电平，随后是在SCK时钟高电平时DATA 翻转为高电平。参见图12。\启动传输\时序后续命令包含三个地址位（目前只支持

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000”），和五个命令位。SHT1x 会以下述方式表示已正确地接收到指令：在第8 个SCK 时钟的下降沿之后，将DATA 下拉为低电平（ACK 位）。在第9 个SCK时钟的下降沿之后，释放DATA（恢复高电平）。命令代码预留 0000x温度测量00011湿度测量00101读状态寄存器 00111写状态寄存器 00110预留 0101x-1110x软复位, 接口复位, 状态寄存器复位即恢复为默认状态.在要发送下一个命令前，至少等待11ms.

（3）温湿度测量

发布一组测量命令（‘00000101’表示相对湿度RH，‘00000011’表示温度T）后，控制器要等待测量结束。这个过程需要大约20/80/320ms，分别对应8/12/14bit 测量。确切的时间随内部晶振速度，最多可能有-30%的变化。SHT1x 通过下拉DATA 至低电平并进入空闲模式，表示测量的结束。控制器在再次触发SCK 时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先被存储，这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。接着传输2 个字节的测量数据和1 个字节的CRC 奇偶校验（可选择读取）。uC 需要通过下拉DATA为低电平，以确认每个字节。所有的数据从MSB开始，右值有效（例如：对于12bit 数据，从第5 个SCK 时钟起算作MSB；而对于8bit 数据，首字节则无意义）。在收到CRC 的确认位之后，表明通讯结束。如果不使用CRC-8 校验，控制器可以在测量值LSB后，通过保在测量和通讯结束后，SHT1x 自动转休眠模式。

（4）通讯复位时序

如果与SHT1x 通讯中断，可通过下列信号时序复位：当DATA 保持高电平时，触发SCK 时钟9 次或更多，参阅图13。接着发送一个“传输启动”时序。这些时序只复位串口，状态寄存器内容仍然保留。

图15复位时序

（5）CRC-8 Checksum 计算

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