SHT-11传感器特性及设定

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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
-6
8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+d2SOT
0.01,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。

下面介绍一下具体的命令顺序及命令时序。

表1 SHT11传感器命令列表
命令编码说明
测量温度00011 温度测量
测量湿度00101 湿度测量
读寄存器状态00111 “读”状态寄存器
写寄存器状态00110 “写”状态寄存器
软启动11110 重启芯片,清除状态记录器的错误记录11毫秒后进入下一个命令
(1)传输开始
初始化传输时,应首先发出“传输开始”命令,该命令可在SCK为高时使DA
TA由高电平变为低电平,并在下一个SCK为高时将DATA升高。

接下来的命令顺序包含三个地址位(目前只支持“000”)和5个命令位,当DATA脚的ack位处于低电位时,表示SHT11正确收到命令。

(2)连接复位顺序
如果与SHT11传感器的通讯中断,下列信号顺序会使串口复位:即当DAT
A线处于高电平时,触发SCK9次以上(含9次),此后应接着发一个“传输开始”命令。

表2 SHT11状态寄存器类型及说明
位类型说明缺省
7 保留0
6 读工检限(低电压检查)X
5 保留0
4 保留0
3 只用于试验,不可以使用0
2 读/写加热0 关
1 读/写不从OTP重下载0 重下载
0 读/写'1'=8位相对湿度,12位温度分辨率。

'0'=12位相对湿度,14位湿度分辨率
12位相对湿度,14位
湿度
(3)温湿度测量时序
当发出了温(湿)度测量命令后,控制器就要等到测量完成。

使用8/12/1
4位的分辨率测量分别需要大约11/55/210ms的时间。

为表明测量完成,SHT11会使数据线为低,此时控制器必须重新启动SCK,然后传送两
字节的测量数据与1字节CRC校验和。

控制器必须通过使DATA为低来确认
每一个字节,所有的量均从右算,MSB列于第一位。

通讯在确认CRC数据位
后停止。

如果没有用CRC-8校验和,则控制器就会在测量数据LSB后保持
ack为高来停止通讯,SHT11在测量和通讯完成后会自动返回睡眠模式。

标定值的15%(如:12位精确度时,每秒最多进行3次测量)。

测量温度和湿度命令所对应的时序如图4所示。