sht1x温湿度计算公式
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Sensirion 公司的 CRC算法翻译:陈拓 chentuo@2012.9.24该算法用于 SHTxx 系列传感器。
1 简介CRC 校验和计算整个传输过程中的数据,如果检测到 CRC 不匹配,SHTxx 应该被复位 (reset 命令 00011110) ,并且重新测量。
2 理论CRC 代表循环冗余校验,它是最有效错误检测方案之一,对硬件资源的要求最少。
关于 CRC 更深入全面的信息我们建议阅读“A painless guide to CRC error detection algorithms” ,在 /filipg/LINK/F_crc_v3.html中可以找到它。
在 SHTxx 中使用的多项式是:x 8 +x 5 +x 4 。
该多项式可以检测的错误类型是:1) 在传输过程中任何地方的任何奇数错误。
2) 在传输过程中任何地方的所有双比特错误。
3) 可以包含在一个 8 位“窗口”中的任何错误群集(1‐8 位不正确) 。
4) 最大错误群集。
CRC 寄存器用状态寄存器低半字节的值初始化( “0000'S3S2S1S0” ,默认为“00000000” ) 。
它覆盖整个传输过程(包括命令和响应字节),没有确认位。
见 SHT11 数据手册第 4 页 CRC 读出的例子。
接收器用原始消息的前面部分(即不含 CRC 值的部分)进行 CRC 计算,然后与接收到 的 CRC‐8 值比较结果。
如果检测到 CRC 不匹配,SHTxx 应该被复位(reset 命令“00011110” )并重新测量。
该应用注释将用两种方法检查 CRC。
第一种方法“Bitwise 按位”适合硬件或低层实现, 第二种方法“Bytewise 按字节”是更强大单片机的首选方案。
2.1Bitwise用 Bitwise 方法,在接收器先要用硬件或软件构造 CRC 发生器。
该算法的步骤如下:1) 用状态寄存器的低半字节初始化 CRC 寄存器(高低位反转 S0S1S2S3'0000) ,默认为’00000000’=02) 用第 7 位比较(发送和接收的)每个位3) 如果相同:位移 CRC 寄存器,bit0=’0’否则:位移 CRC 寄存器然后反转 bit4 和 bit5,bit0=’1’(见图 1)4) 接收新的位,跳转到 2)5) 从 SHTxx 收到 CRC 的值必须反转(bit0=bit7,bit1=bit6…bit7=bit0)然后才能够与接收器计算的 CRC 值进行比较。
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。
蜂鸣器报警温湿度传感器温室单片机大液晶显示加热器棚制冷器键盘输入继电器加湿器除湿器图2.2用单片机作为主控制器的控制系统2.4方案论证从功能上看,两种控制器都能满足要求。
PLC在工业控制领域用得比拟多,编程简单,而且抗干扰能力强。
但是本系统是用于温室大棚,并没有其他大型工业设备的干扰。
单片机用C语言编程,相对PLC的梯形图要复杂得多,但是编程更为灵活,可以实现复杂的功能。
从价格方面上看,单片机就比PLC具有很大的优势。
一个单片机只要几块钱,而一个很一般的PLC一般也要几百上千元。
另外,中国是农业大国,随着温室大棚越来越普及,农村对温湿度控制系统的需求也会越来越旺盛,因此虽然用单片机开发的周期较长,但是一旦完成开发,后期生产环节的边际本钱很小;而基于PLC的控制系统受制于PLC的高昂价格,价格难以降低。
2.5方案选择PLC和单片机都能作为主控制器进展设计,但是在价格方面单片机具有巨大优势。
综上所述,本次设计采用单片机作为主控制器。
第5页3单元模块设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计3.1.1单片机最小系统图3.1单片机最小系统单片机最小系统包括单片机、电源电路、时钟电路和复位电路。
时钟电路用于产生单片机工作时候所必须的时钟信号,单片机在时钟信号的节拍下逐条地执行指令。
单片机有两种时钟信号产生方式,一种是内部时钟方式,另一种是外部时钟方式。
外部时钟方式是把已有的时钟信号从XTAL1或XTAL2送入单片,一般用于有多个单片机的情况,所以本设计中时钟电路采用内部时钟方式,选用12M的晶振和两个30pF的电容与片内的高增益反相放大器构成一个自激振荡器。
第6页电源电路后面的模块中会单独提到,用5V的直流电源。
下面着重论述一下复位电路。
图3.2上电+手动复位电路单片机的复位主要有上电复位和手动复位,之所以要进展复位,目的就是为了让单片机进入初始状态,比方让PC指向0000H,这样单片机才能从头运行程序。
因此上电的时候就要让单片机复位一次;在运行过程中,如果程序出错,也需要进展手动复位。
技术手册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(数据记录),客户可选用EK-H4,其中包含SHT71(与SHT1x 的芯片相同)传感器,4路传感器通道和与电脑配套的软、硬件。
更多其他传感器实验包信息请登录/humidity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。
MODBUS RTU 通讯协议波特率9600 数据格式:8位校验位无停止位1位数据默认1位小数,例如10表示1.01.读测量值(温度、湿度、开关状态)命令:主机读数据格式:开始从机地址命令寄存器地址寄存器个数CRC校验>5ms延迟1字节0x03 高字节低字节0x00 22 高字节低字节0x00 03高字节低字节0xXXXX从机返回数据格式:开始从机地址命令字节数数据CRC校验>5ms延迟1字节0x03 6 温度高位温度低位湿度高位湿度低位状态高位状态低位高字节低字节0xXXXX注意:状态:0x80 00 表示温度为负,0x00 00 表示温度为正例如:命令:01 03 00 22 00 00 e5 c0返回:01 03 06 01 21 02 E3 80 00 0d 2d2.读继电器设定值(温度上限、温度下限、湿度上限、湿度下限、温度回滞、湿度)命令:主机读数据格式:开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数CRC校验>5ms延迟1字节(0x01) 0x03 高字节低字节0x00 0x33高字节低字节0x00 0x00高字节低字节从机返回数据格式:开始从机地址命令字节数数据CRC校验>5ms延迟1字节(0x01) 0x03 10 温度上限高位温度上限低位温度下限高位温度下限低位湿度上限高位湿度上限低位湿度下限高位湿度下限低位温度回滞湿度回滞高字节低字节例如:命令:01 03 00 33 00 00 b5 c5返回:01 03 0A 01 05 00 A1 02 56 01 C3 0A 32 C5 B2 3.读补偿状态及温湿度补偿数值:主机读数据格式:开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数CRC校验>5ms延迟1字节(0x01) 0x03 高字节低字节0x00 0x44高字节低字节0x00 0x00高字节低字节从机返回数据格式:开始从机地址命令字节数数据CRC校验>5ms延迟1字节(0x01) 0x03 5 补偿状态温度补偿高字节温度补偿低字节湿度补偿高字节湿度补偿低字节高字节低字节例如:命令:01 03 00 44 00 00 05 df返回:01 03 05 00 00 04 00 08 F2 95注意:补偿状态=0x00 表示关补偿=0x11表示开补偿补偿高字节=0x00表示正补偿=0x11表示负补偿3.写继电器设定值命令:主机写数据格式:开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数写入字节数数据CRC校验10 ms 1字节(0x01)0x10 高字节低字节0x00 0x33高字节低字节0x00 0x0010字节温度上限高位温度上限低位温度下限高位温度下限低位湿度上限高位湿度上限低位湿度下限高位湿度下限低位温度回滞湿度回滞高字节低字节从机返回数据格式:开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数CRC校验10 ms 1字节(0x01)0x10 高字节低字节0x00 0x33高字节低字节0x00 0x00高字节低字节例如:命令:01 10 00 33 00 00 0a 01 93 00 cd 03 20 01 96 05 05 68 4f 返回:01 10 00 33 00 00 30 063.写温度补偿设定值命令:主机写数据格式:开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数写入字节数数据CRC校验10 ms 1字节(0x01)0x10 高字节低字节0x00 044高字节低字节0x00 0x005字节补偿状态温度补偿高字节温度补偿低字节湿度补偿高字节湿度补偿低字节高字节低字节从机返回数据格式:开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数CRC校验10 ms 1字节(0x01)0x10 高字节低字节0x00 0x44高字节低字节0x00 0x00高字节低字节例如:命令:01 10 00 44 00 00 05 11 00 05 11 03 6e 04 返回:01 10 00 44 00 00 80 1C4.写IP地址:主机写数据格式:01 10 00 55 00 00 01 02 1c 5b开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数写入字节数数据CRC校验10 ms 1字节(0x01)0x10 高字节低字节0x00 055高字节低字节0x00 0x00字节数0x010x02(IP地址)0x1c(高字节)0x5b 低字节从机返回数据格式:02 10 00 55 00 00 D0 2A开始从机地址命令寄存器起始地址寄存器个数CRC校验10 ms 0x02 0x10 高字节低字节0x00 0x55高字节低字节0x00 0x00高字节低字节0x2b 0x9cIP改后测试:读新地址数据:命令:02 03 00 22 00 00 e5 f3返回:02 03 05 00 D1 01 5D 00 A2 EB附件:读数命令(1-10):01 03 00 22 00 00 e5 c002 03 00 22 00 00 e5 f303 03 00 22 00 00 e4 2204 03 00 22 00 00 e5 9505 03 00 22 00 00 e4 4406 03 00 22 00 00 e4 7707 03 00 22 00 00 e5 a608 03 00 22 00 00 e5 5909 03 00 22 00 00 e4 880a 03 00 22 00 00 e4 bb0b 03 00 22 00 00 e5 6a0c 03 00 22 00 00 e4 dd0d 03 00 22 00 00 e5 0c0e 03 00 22 00 00 e5 3f0f 03 00 22 00 00 e4 ee改IP命令(1-10)01 10 00 55 00 00 01 02 1c 5b01 10 00 55 00 00 01 03 dd 9b01 10 00 55 00 00 01 04 9c 5901 10 00 55 00 00 01 05 5d 9901 10 00 55 00 00 01 06 1d 9801 10 00 55 00 00 01 07 dc 5801 10 00 55 00 00 01 08 9c 5c01 10 00 55 00 00 01 09 5d 9c01 10 00 55 00 00 01 0a 1d 9d01 10 00 55 00 00 01 0b dc 5d01 10 00 55 00 00 01 0c 9d 9f01 10 00 55 00 00 01 0d 5c 5f01 10 00 55 00 00 01 0e 1c 5e01 10 00 55 00 00 01 0f dd 9eCRC校验:unsigned char code auchCRCHi[] = {0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1,0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40};unsigned char code auchCRCLo[]={0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06,0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3,0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4,0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29,0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60,0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67,0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5, 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71,0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92,0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B,0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C, 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42,0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80, 0x40};unsigned int calcrc16(unsigned char *puchMsgg,unsigned int usDataLen){unsigned char uchCRCHi = 0xFF ; /* 高CRC字节初始化*/unsigned char uchCRCLo = 0xFF ; /* 低CRC 字节初始化*/unsigned int uIndex ; /* CRC循环中的索引*/while (usDataLen--) /* 传输消息缓冲区*/{uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsgg++ ; /* 计算CRC */uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;}return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;}CRC例子:(写命令返回数据)uart1_send_buf[0]=00x01;//slaveaddr;uart1_send_buf[1]=0x10;uart1_send_buf[2]=register_start_addr/256; //寄存器起始地址uart1_send_buf[3]=register_start_addr%256;uart1_send_buf[4]=register_count/256; //寄存器个数uart1_send_buf[5]=register_count%256;crc=calcrc16(uart1_send_buf, 6 );uart1_send_buf[6]=crc/256;uart1_send_buf[7]=crc%256;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。