温度湿度计设计

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

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