温湿度传感器SHT11
带I 2C总线的数字式智能温湿度传感器SHT11设计参考
应 用 接 口 电路 。
关键 词 ：温 湿度检 测 ；智 能传 感器 ；便携 式检 测仪 ；全校 准 ；温度补 偿
郭涛 石家 庄经济学院物理实 验室
Ｓ Ｔ 是瑞士 Ｓｎｉｏ 公司推出 Ｈ１ １ ｅｓｉｎ ｒ
● 湿度值输 出分辨率为 １ ， 能指 标如 表 １所列 。 ４位
Ｓ ＨＴ１ 的湿度检 测采用 的是电 １
表 １ Ｓ Ｔ 智能温湿度传感器的性能参数 Ｈ１ １
供 电 电压 测 量
２４ ．
线性非 常好 ，故可用 下式 将温度数
Ｓ５ ．
Ｖ
字输 出直 接转换 成 实际 的温度值 ：
ｕＡ ２
供 电 电流
平 均 睡 眠
Ａ
ｌ
Ａ
Ｔｄ （ ｆ ＝１１ ｙ ＋２ ｒ ｓ 对 于上式 ，在 电源 电压为 ５ ｖ、 温度传感器 的分辨率为 １ ４位时 ，ｄ ． 可取 ４ ，ｄ 可取 ０ ｌ ０ ， ． ，而当温度传感 ０ 器的分辨率为 １ 位时，ｄ 应取 一 Ｏ ２ ． ４，
的基于 Ｃ Ｓ ｎＴ 技术的新型智能温 温度值输 出分辨率为 １ 位 ， ＭＯ ｅｓ Ｍ ２ 也可编程
湿度 传感器 。该传感 器 采用独 特 的 降至 １ 位和 ８ ； ２ 位
Ｃ Ｓ ｎ 技术将 Ｃ Ｓ ＭＯ ｅ ｓ ＭＯ 芯片技术与 强大的优势互补作用 。Ｓ Ｔ 智能温 Ｈ１ １ 传感器技术结合起来 ，从而可发挥 出 ２ ． ｒ ３ ｍ） ５ ｎ 表贴封装 ；
维普资讯
带 －Ｃ 总 线 的 数 字 式 智 雕 温 湿 度 传感 器 ２
Ｓ Ｔ 设计蚕 考 Ｈ １ １
基于51单片机SHT11温湿度传感器检测程序
基于51单片机SHT11温湿度传感器检测程序(含电路图)下面是原理图：下面是SHT11与MCU连接的典型电路：下面是源代码：#include <reg52.h>#include <intrins.h>/******************************************************** 宏定义********************************************************/ #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define noACK 0#define ACK 1#define STATUS_REG_W 0x06#define STATUS_REG_R 0x07#define MEASURE_TEMP 0x03#define MEASURE_HUMI 0x05#define RESET 0x1eenum {TEMP,HUMI};typedef union //定义共用同类型{unsigned int i;float f;} value;/******************************************************** 位定义********************************************************/ sbit lcdrs=P2^0;sbit lcdrw=P2^1;sbit lcden=P2^2;sbit SCK = P1^0;sbit DATA = P1^1;/******************************************************** 变量定义********************************************************/ uchar table2[]="SHT11 温湿度检测";uchar table3[]="温度为：℃";uchar table4[]="湿度为：";uchar table5[]=".";uchar wendu[6];uchar shidu[6];/******************************************************** 1ms延时函数********************************************************/ void delay(int z){int x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=125;y>0;y--);}/******************************************************** 50us延时函数********************************************************/ void delay_50us(uint t){uint j;for(;t>0;t--)for(j=19;j>0;j--);}/******************************************************** 50ms延时函数********************************************************/ void delay_50ms(uint t){uint j;for(;t>0;t--)for(j=6245;j>0;j--);}/******************************************************** 12864液晶写指令********************************************************/ void write_12864com(uchar ){lcdrs=0;delay_50us(1);P0=;lcden=1;delay_50us(10);lcden=0;delay_50us(2);}/******************************************************** 12864液晶写数据********************************************************/ void write_dat(uchar dat){lcdrs=1;lcdrw=0;delay_50us(1);P0=dat;lcden=1;delay_50us(10);lcden=0;delay_50us(2);}/******************************************************** 12864液晶初始化********************************************************/ void init12864lcd(void){delay_50ms(2);write_12864com(0x30);delay_50us(4);write_12864com(0x30);delay_50us(4);write_12864com(0x0f);delay_50us(4);write_12864com(0x01);delay_50us(240);write_12864com(0x06);delay_50us(10);write_12864com(0x0c);delay_50us(10);}/********************************************************12864液晶显示函数********************************************************/ void display1(void){uchar i;write_12864com(0x80);for(i=0;i<18;i++){write_dat(table2[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/ void display2(void){uchar i;write_12864com(0x90);for(i=0;i<18;i++){write_dat(table3[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/ void display3(void){uchar i;write_12864com(0x88);for(i=0;i<8;i++){write_dat(table4[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/void displaywendu(void) {uchar i;write_12864com(0x94); for(i=0;i<3;i++){write_dat(wendu[i]); delay_50us(1);}for(i=0;i<1;i++){write_dat(table5[i]); delay_50us(1);}for(i=4;i<5;i++){write_dat(wendu[i]); delay_50us(1);}}/******************************************************** 12864液晶显示函数********************************************************/ void displayshidu(void){uchar i;write_12864com(0x8C);for(i=0;i<3;i++){write_dat(shidu[i]);delay_50us(1);}for(i=0;i<1;i++){write_dat(table5[i]);delay_50us(1);}for(i=4;i<5;i++){write_dat(shidu[i]);delay_50us(1);}}/******************************************************** SHT11写字节程序********************************************************/ char s_write_byte(unsigned char value){unsigned char i,error=0;for (i=0x80;i>0;i>>=1) //高位为1，循环右移{if (i&value) DATA=1; //和要发送的数相与，结果为发送的位else DATA=0;SCK=1;_nop_();_nop_();_nop_(); //延时3usSCK=0;}DATA=1; //释放数据线SCK=1;error=DATA; //检查应答信号，确认通讯正常_nop_();_nop_();_nop_();SCK=0;DATA=1;return error; //error=1 通讯错误}/******************************************************** SHT11读字节程序********************************************************/ char s_read_byte(unsigned char ack){unsigned char i,val=0;DATA=1; //释放数据线for(i=0x80;i>0;i>>=1) //高位为1，循环右移{SCK=1;if(DATA) val=(val|i); //读一位数据线的值SCK=0;}DATA=!ack; //如果是校验，读取完后结束通讯 ；SCK=1;_nop_();_nop_();_nop_(); //延时3usSCK=0;_nop_();_nop_();_nop_();DATA=1; //释放数据线return val;}/******************************************************** SHT11启动传输********************************************************/ void s_transstart(void){DATA=1; SCK=0; //准备_nop_();SCK=1;_nop_();DATA=0;_nop_();SCK=0;_nop_();_nop_();_nop_();SCK=1;_nop_();DATA=1;_nop_();SCK=0;}/********************************************************SHT11连接复位********************************************************/void s_connectionreset(void){unsigned char i;DATA=1; SCK=0; //准备for(i=0;i<9;i++) //DATA保持高，SCK时钟触发9次，发送启动传输，通迅即复位{SCK=1;SCK=0;}s_transstart(); //启动传输}/********************************************************SHT11温湿度检测********************************************************/char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum,unsigned charmode){unsigned error=0;unsigned int i;s_transstart(); //启动传输switch(mode) //选择发送命令{case TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break; //测量温度case HUMI : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break; //测量湿度default : break;}for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //等待测量结束if(DATA) error+=1; // 如果长时间数据线没有拉低，说明测量错误*(p_value) =s_read_byte(ACK); //读第一个字节，高字节(MSB)*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //读第二个字节，低字节(LSB)*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read CRC校验码return error; // error=1 通讯错误}/********************************************************SHT11温湿度值标度变换及温度补偿********************************************************/void calc_sth10(float *p_humidity ,float *p_temperature){const float C1=-4.0; // 12位湿度精度修正公式const float C2=+0.0405; // 12位湿度精度修正公式const float C3=-0.0000028; // 12位湿度精度修正公式const float T1=+0.01; // 14位温度精度5V条件修正公式const float T2=+0.00008; // 14位温度精度5V条件修正公式float rh=*p_humidity; // rh: 12位湿度float t=*p_temperature; // t: 14位温度float rh_lin; // rh_lin: 湿度linear值float rh_true; // rh_true: 湿度ture值float t_C; // t_C : 温度℃t_C=t*0.01 - 40; //补偿温度rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //相对湿度非线性补偿rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //相对湿度对于温度依赖性补偿if(rh_true>100)rh_true=100; //湿度最大修正if(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //湿度最小修正*p_temperature=t_C; //返回温度结果*p_humidity=rh_true; //返回湿度结果}/********************************************************主函数********************************************************/void main(void){unsigned int temp,humi;value humi_val,temp_val; //定义两个共同体，一个用于湿度，一个用于温度unsigned char error; //用于检验是否出现错误unsigned char checksum; //CRCinit12864lcd();display1();display2();display3();s_connectionreset(); //启动连接复位while(1){error=0; //初始化error=0，即没有错误error+=s_measure((unsigned char*)&temp_val.i,&checksum,TEMP); //温度测量error+=s_measure((unsigned char*)&humi_val.i,&checksum,HUMI); //湿度测量if(error!=0) s_connectionreset(); ////如果发生错误，系统复位else{humi_val.f=(float)humi_val.i; //转换为浮点数temp_val.f=(float)temp_val.i; //转换为浮点数calc_sth10(&humi_val.f,&temp_val.f); //修正相对湿度及温度temp=temp_val.f*10;humi=humi_val.f*10;wendu[0]=temp/1000+'0'; //温度百位wendu[1]=temp%1000/100+'0'; //温度十位wendu[2]=temp%100/10+'0'; //温度个位wendu[3]=0x2E; //小数点wendu[4]=temp%10+'0'; //温度小数点后第一位displaywendu();shidu[0]=humi/1000+'0'; //湿度百位shidu[1]=humi%1000/100+'0'; //湿度十位shidu[2]=humi%100/10+'0'; //湿度个位shidu[3]=0x2E; //小数点shidu[4]=humi%10+'0'; //湿度小数点后第一位displayshidu();}delay(800); //等待足够长的时间，以现行下一次转换}}相关手册资料及源码下载地址：基于51单片机SHT11温湿度传感器检测程序相关资料。
SHT-11传感器特性及设定
SHT-11引脚图其引脚说明如下：(１)ＧＮＤ：接地端；(２)ＤＡＴＡ：双向串行数据线；(３)ＳＣＫ：串行时钟输入；(４)ＶＤＤ电源端：０．４～５．５Ｖ电源端；（５～８）ＮＣ：空管脚。
ＳＨＴ１１温湿度传感器的主要特性如下：●将温湿度传感器、信号放大调理、Ａ／Ｄ转换、Ｉ２Ｃ总线接口全部集成于一芯片（ＣＭＯＳｅｎｓＴＭ技术）；●可给出全校准相对湿度及温度值输出；●带有工业标准的Ｉ２Ｃ总线数字输出接口；●具有露点值计算输出功能；●具有卓越的长期稳定性；●湿度值输出分辨率为１４位，温度值输出分辨率为１２位，并可编程为１２位和８位；●小体积（７．６５×５．０８×２３．５ｍｍ），可表面贴装；●具有可靠的ＣＲＣ数据传输校验功能；●片内装载的校准系数可保证１００％互换性;●电源电压范围为２．４～５．５Ｖ;●电流消耗,测量时为５５０μＡ，平均为２８μＡ，休眠时为３μＡ。
SHT-11输出特性（１）湿度值输出ＳＨＴ１１可通过Ｉ２Ｃ总线直接输出数字量湿度值，其相对湿度数字输出特性曲线如图３所示。
由图３可看出，ＳＨＴ１１的输出特性呈一定的非线性，为了补偿湿度传感器的非线性，可按如下公式修正湿度值：ＲＨｌｉｎｅａｒ＝ｃ１＋ｃ２ＳＯＲＨ＋ｃ３ＳＯＲＨ２式中，ＳＯＲＨ为传感器相对湿度测量值，系数取值如下：１２位：ＳＯＲＨ：ｃ１＝－４，ｃ２＝０．０４０５，ｃ３＝－２．８×１０－６８位：ＳＯＲＨ：ｃ１＝－４，ｃ２＝０．６４８，ｃ３＝－７．２×１０－４（２）温度值输出由于ＳＨＴ１１温度传感器的线性非常好，故可用下列公式将温度数字输出转换成实际温度值：Ｔ＝ｄ１＋ｄ２ＳＯＴ０．０１，当温度传感器的分辨率为１２位时，０４。
（３）露点计算空气的露点值可根据相对湿度和温度值来得出，具体的计算公式如下：ＬｏｇＥＷ＝（０．６６０７７＋７．５Ｔ／（２３７．３＋Ｔ）＋[ｌｏｇ１０（ＲＨ）－２]Ｄｐ＝[（０．６６０７７－ｌｏｇＥＷ）×２３７．３]／（ｌｏｇＥＷ－８．１６０７７）３．２命令与接口时序ＳＨＴ１１传感器共有５条用户命令，具体命令格式见表１所列。
SHT11_原理和使用(中文版)
SHT1x / SHT7x 系列温湿度 温度传感器
图 ６ 测量时序概览 （ＴＳ ＝ 启动传输）
２．３ 状态寄存器 ＳＨＴｘｘ 的某些高级功能可以通过状态寄存器实现。下 面的章节概括介绍了这些功能。 详情可参阅应用说明“状态寄存器”。
图 ７ 状态寄存器写
图8
状态寄存器读
Ｂｉｔ 类型 说明
０．３ １ µＡ ０ ２０％ Ｖｄｄ
７５％ １００％ Ｖｄｄ
０ ２０％ Ｖｄｄ
８０％ １００％ Ｖｄｄ
１ µＡ ４ ｍＡ
三态门 １０ µＡ
表4
SHTxx DC 特性
参数
条件
Ｍｉｎ Ｔｙｐ Ｍａｘ 单位
校验存储器
运
算
14-bit
放
D
大
器
A
两线 数字接口
和
ＣＲＣ 校验
时 钟线 数据线
SHT1x / SHT7x 系列温湿度 温度传感器
1 传感器性能说明
参数
条件
Ｍｉｎ． Ｔｙｐ． Ｍａｘ． 单位
湿度 分辨率 （２）
０．５ ０．０３ ０．０３ ％ＲＨ
数字温湿度传感器
SHT 1x / SHT 7x
（请以英文为准，译文仅供参考）
SHT7x
SHT1x
＿ 相对湿度和温度测量 ＿ 露点测量 ＿ 全标定输出，无需标定即可互换使用 ＿ 卓越的长期稳定性 ＿ 两线制数字接口，无需额外电路 ＿ 基于请求式测量，低能耗 ＿ 表面贴片或 ４ 针引脚安装 ＿ 超小尺寸 ＿ 自动休眠 ＿ 超快响应时间
ＴＶ ＤＡＴＡ 有效时间
２５０ ｎｓ
ＴＳＵ ＤＡＴＡ 设定时间
１００ ｎｓ
SHT11数据手册
SHT1x/SHT7x温湿度传感器-相对湿度和温度的传感器-兼有露点-完全校准，数字输出-极好的长期稳定性-无需外部组件-超低能耗-表面贴片或者4引脚完全可互换-尺寸小-自动休眠SHT1x/SHT7x 产品概述SHTxx 系列产品是包含有已校准数字输出的单芯片温湿度复合传感器。
它应用专利的微加工工业CMOS进程（CMOSens®），以确保产品极高的可靠性和极好的长期稳定性。
传感器包含一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙测温元件。
并且与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一个芯片上无隙耦合。
依次该芯片信号优良、响应迅速、抗扰能力强、性价比高。
每一个SHTxx 传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。
校准系数都以程序形式存储在OTP内存中。
在传感器测量的时候这些系数在传感器内部调用来修正信号。
两线制串行接口和内部基准电压使系统集成变的简易快捷。
它超小的体积、极低的能耗使其成为甚至是最为苛刻的应用场合的最佳选择。
产品提供表面贴片LCC(无铅芯片)或者4针单排可插入式引脚封装。
特使封装形式可根据客户的需求提供。
应用-空调系统HV AC -测试或检验-汽车-数据记录-消费品-自动化-气象站-大型家用电器-加湿器-医疗-除湿器订购信息型号湿度精度[%RH] 温度精度[%RH]封装SHT 11 ± 3.0 ±0.4 SMD(LCC) SHT 15 ± 2.0±0.3 SMD(LCC) SHT 71 ± 3.0 ±0.4 4针单排直插SHT 75 ± 1.8 ±0.3 4针单排直插1 传感器性能说明参数条件最小典型值最大单位湿度分辨率0.5 0.03 0.03 %RH8 12 12 bit重复性± 0.1%RH线性化见图一精度不确定性互换性完全可互换非线性度原始数据± 3%RH线性化<<1 %RH范围0 100 %RH响应时间1/e（63%）4 S缓慢流动的空气迟滞± 1%RH长期稳定性典型值<0.5 %RH/yr温度分辨率0.04 0.01 0.01 ℃0.07 0.02 0.02 °F12 14 14 bit重复性± 0.1℃± 0.2°F精确度见图一范围-40 123.8 ℃-40 254.9 °F响应时间1/e（63%） 5 30 S表1 传感器性能说明2 接口说明2.1 电源引脚SHTxx的供电电压在2.4 - 5.5V.上电后，传感器需要11ms月过期“休眠”状态。
dht11使用手册
dht11使用手册DHT11是一款常用的温湿度传感器，它能够测量并监测环境中的温度和湿度。
以下是关于DHT11的使用手册，希望能够帮助您更好地使用这款传感器。
一、简介DHT11是一款由AM2301温湿度传感器和数字模块构成的测温湿度模块。
它采用单总线通信方式，能够同时测量环境中的温度和湿度，具有测量精度高、稳定性好等优点。
DHT11的使用非常方便，只需将其连接到单片机的某个I/O口即可。
二、使用步骤1.硬件连接将DHT11的VCC引脚连接到单片机或开发板的+5V电源，GND引脚连接到地线，OUT引脚连接到单片机的I/O口（推荐使用GPIO）。
2.初始化在开始数据读取之前，需要先对DHT11进行初始化。
将I/O 口初始化为输出模式，然后输出低电平（0）至少18ms，再输出高电平（1）并保持60-400us。
此时DHT11会响应并开始工作。
3.数据读取初始化完成后，DHT11会自动开始测量环境中的温度和湿度。
等待40ms后，DHT11会自动将测量到的数据通过I/O口发送给单片机或开发板。
单片机或开发板可以通过读取I/O口的状态来获取数据。
4.数据解析从DHT11读取的数据是一个8位的湿度数据和一个8位的温度数据，需要对其进行解析才能得到实际的湿度和温度值。
根据DHT11的通信协议，我们可以使用以下公式来计算湿度和温度值：湿度值= (湿度数据×10) % 100 温度值= (温度数据/10) + 25三、注意事项在使用DHT11时，需要注意以下几点：1.DHT11的VCC引脚电压应保持在4.5-5.5V之间。
2.在读取数据时，需要等待一定的时间以保证数据传输的稳定。
通常情况下，建议等待大约80-200ms。
3.如果连续读取几次数据都失败，可能需要重新初始化DHT11。
4.在连接DHT11时，需要保证OUT引脚处于低电平状态。
如果OUT引脚处于高电平状态，可能会导致DHT11无法正常工作。
5.DHT11的工作环境温度应保持在0-50℃之间，如果环境温度过高或过低，可能会导致测量值不准确。
sht10温湿度传感器说明.
Datasheet SHT1x (SHT10, SHT11, SHT15数字温湿度传感器• 完全标定• 数字信号输出• 低功耗• 卓越的长期稳定性• SMD 封装–适于回流焊接外形尺寸图 1 SHT1x 传感器尺寸(1mm=0.039inch,“ 11”表示该传感器型号为 SHT11。
外部接口:1:GND, 2: DATA, 3: SCK, 4: VDD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。
第四代传感器在其顶部印有产品批次号,以字母及数字表示,如“ A5Z ”,见图 1。
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 。
实验包如要进行直接的传感器测量,传感器性能检验或者温湿度实验,客户可选用 EK-H2,其中包括传感器和与电脑配套的软、硬件。
如需进行更复杂的,要求更高的测量,可选用 EK-H3。
它可以同时进行 20个点的温湿度测量。
产品概述SHT1x (包括 SHT10, SHT11 和 SHT15 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。
传感器采用专利的 CMOSens® 技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
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。
每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定,校准系数以程序形式储存在 OTP 内存中,用于内部的信号校准。
SHT10,SHT11,SHT20,SHT21替代品温湿度传感器HTU21D
2．传感器的特点
·完整的互换性，在标准环境下无需校准 ·长期处于湿度饱和状态，可以迅速恢复 ·自动组装工艺生产，无铅材料制成，适合回流焊 ·每个传感器具有单独标记，可追溯生产源头
应用举例
·家庭应用 ·医疗领域 ·打印机 ·加湿器
3．性能规格
参数
储藏温度
供电电压（峰值）
湿度测量范围
温度测量范围
VDD to GND 数字 I/O 口引脚（DATA/SCK）to VDD 每个引脚输入电流
电池电量不足警报在电源电压下降到2.25V 以下时激活。内部加热器用于传感器功能性诊断 —温度升高时相对湿度降低。加热器功耗大约为5.5mW ，可使温度升高0.5 – 1.5°C。OTP 重 加载为一个安全功能，可以在每次测量前将整个OTP 设置加载到寄存器，加热器位除外。 HTU21 中此功能默认为禁止状态，且不推荐用户使用。请采用软复位代替-它包含OTP 重加 载。
· 采用 DFN 封装 · 温度和湿度值数字输出，I2C 接口 · 全量程标定 · 无铅材料，适合回流焊 · 低功耗产品 · 快的响应时间和非常低的温度系数
· 温湿度传感器HTU21D郑：18070430980
1．传感器简述 法国Humirel公司新一代HTU21D温度和湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准：它嵌
读和写用户寄存器的 I2C 通讯如图 所示：
图中读和写寄存器时序 –灰色部分由HTU21控制。 在此示例中， 分辨率设置为8bit /
12bit。 21、CRC-8 校验和计算
当HTU21传感器通过I2C协议通讯时，8位的CRC校验可被用于检测传输错误，CRC校验 覆盖所有由传感器传送的读取数据。I2C协议的CRC校验属性见下表：
12 位 8位
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温湿度传感器SHT11
1 SHT11简介SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的一款数字温湿度传感器芯片。
该芯片广泛应用于暖通空调、汽车、消费电子、自动控制等领域。
共主要特点如下：
◆高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A／D转换和加热器等功能集成到一个芯片上；
◆提供二线数字串行接口SCK和DATA，接口简单，支持CRC传输校验，传输可靠性高；
◆测量精度可编程调节，内置A／D转换器(分辨率为8～12位，可以通过对芯片内部寄存器编程米选择)；
◆测量精确度高，由于同时集成温湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能；
◆封装尺寸超小(7.62 mm×5.08mm×2.5 mm)，测量和通信结束后，自动转入低功耗模式；
◆高可靠性，采用CMOSens工艺，测量时可将感测头完全浸于水中。
2 SHT11的引脚功能
SHT11温湿度传感器采用SMD(LCC)表面贴片封装形式，接口非常简单，引脚名称及排列顺序如图1所示。
各引脚的功能如下：
◇脚1和4--信号地和电源，其工作电压范围是2.4～5.5 V；
◇脚2和脚3--二线串行数字接口，其中DA-TA为数据线，SCK为时钟线；
◇脚5～8--未连接。
3 SHT11的内部结构和工作原理
微处理器是通过二线串行数字接口与SHT11进行通信的。
通信协议与通用的I2C总线协议是不兼容的，因此需要用通用微处理器I／O口模拟该通信时序。
微处理器对SHT11的控制是通过5个5位命令代码来
实现的，命令代码的含义如表1所列。
4 SHT11应用设计
微处理器采用二线串行数字接口和温湿度传感器芯片SHT11进行通信，所以硬件接门设计非常简单；然而，通信协议是芯片厂家自己定义的，所以在软件设计中，需要用微处理器通用I／O口模拟通信协议。
4.1 硬件设计
SHT11通过二线数字串行接口来访问，所以硬件接口电路非常简单。
需要注意的地方是：DATA数据线需要外接上拉电阻，时钟线SCK用于微处理器和SHT11之间通信同步，由于接口包含了完全静态逻辑，所以对SCK最低频率没有要求；当工作电压高于4.5V时，SCK频率最高为10 MHz，而当工作电压低于4.5 V时，SCK最高频率则为1 MHz。
硬件连接如图3所示。
4.2 软件设计
微处理器和温湿度传感器通信采用串行二线接口SCK和DATA，其中SCK为时钟线，DATA为数据线。
该二线串行通信协议和I2C协议是不兼容的。
在程序开始，微处理器需要用一组"启动传输"时序表示数据传输的启动，如图4所示。
当SCK时钟为高电平时，DATA翻转为低电平；紧接着SCK变为低电平，随后又变为高电平；在SCK时钟为高电平时，DATA再次翻转为高电平。
SHT11湿度测试时序如图5所示。
其中，阴影部分为SHT11控制总线。
主机发出启动命令，随后发出一个后续8位命令码，该命令码包含3个地址位(芯片设定地址为000)和5个命令位；发送完该命令码，将DATA总线设为输入状态等待SHT11的响应；SHT11接收到上述地址和命令码后，在第8个时钟下降沿，将DATA下拉为低电平作为从机的ACK；在第9个时钟下降沿之后，从机释放DATA(恢复高电平)总线；释放总线后，从机开始测量当前湿度，测量结束后，再次将DATA总线拉为低电平；主机检测到DATA 总线被拉低后，得知湿度测量已经结束，给出SCK时钟信号；从机在第8个时钟下降沿，先输出高字节数据；在第9个时钟下降沿，主机将DATA总线拉低作为ACK信号。
然后释放总线DATA；在随后8个SCK 周期下降沿，从机发出低字节数据；接下来的SCK下降沿，主机再次将DATA总线拉低作为接收数据的ACK信号；最后8个SCK下降沿从机发出CRC校验数据，主机不予应答(NACK)则表示测量结束。
基于以上宏定义和延时函数，可以方便地使SCK和DATA总线输出持续一定时间的高电平或低电平，从而可以模拟图5所示的温湿度传感器SHT11的读写协议。
4.3 温度和湿度值的计算 4.3.1 湿度线性补偿和温度补偿SHT11可通过DATA数据总线直接输出数字量湿度值。
该湿度值称为"相对湿度"，需要进行线性补偿和温度补偿后才能得到较为准确的湿度值。
由于相对湿度数字输出特性呈一定的非线性，因此为了补偿湿度传感器的非线性，可按下式修正湿度值：
式中：RHlinear为经过线性补偿后的湿度值，SORH为相对湿度测量值，C1、C2、C3为线性补偿系数，
取值如表2所列。
由于温度对湿度的影响十分明显，而实际温度和测试参考温度25℃有所不同，所以对线性补偿后的湿度值
进行温度补偿很有必要。
补偿公式如下：
式中：RHtrue为经过线性补偿和温度补偿后的湿度值，T为测试湿度值时的温度(℃)，t1和t2为温度
补偿系数，取值如表3所列。
4.3.2 温度值输出
由于SHT11是采用PTAT能隙材料制成的温度敏感元件，因而具有很好的线性输出。
实际温度值可由下式算得：Temperature=d1+d2×SOT式中：d1和d2为特定系数，d1的取值与SHT11工作电压有关，d2的取值则与SHT11内部A／D转换器采用的分辨率有关，其对应关系分别如表4和表5所列。
4.3.3 露点计算
露点是一个特殊的温度值，是空气保持某一定湿度必须达到的最低温度。
当空气的温度低于露点时，空气容纳不了过多的水分，这些水分会变成雾、露水或霜。
露点可以根据当前相对湿度值和温度值计算得出，具体的计算公式如下：LogEW=0.66077+7.5×T／(237.3+T)+log10(SORH)-2
Dp=((0.66077-logEW)×237.3)／(logEW-8.16077)
式中：T为当前温度值，SORH为相对湿度值，Dp为露点。
5 结论
温湿度传感器SHT11集温度传感器和湿度传感器于一体，因此采用SHT11进行温湿度实时监测的系统具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点；另外SHT11芯片内部集成了14位A／D转换器，且采用数字信号输出，因此抗干扰能力也比同类芯片高。
该芯片在温湿度监测、自动控制等领域均已得到广泛应
用。