数字温湿度传感器sht11及其应用

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摘要：介绍了数字温湿度传感器SHTll的工作原理、内部结构、测量时序及输出特性，并以SHTll为
测量元件，设计了一种基于单片机的温湿度测控系统，给出了系统的硬件电路和软件设计。
9 T/ A) X3 K! u* v0 引言
温湿度的测量和控制在煤矿自动化生产和安全
( F7 ?  z5 s. w5 t! l) G监控中起着十分重要的作用。本文介绍一种数字温
1 Z- T$ T0 R, ?9 j7 o" w湿度传感器SHTll及其应用。该传感器具有安装
+ @# K# B( {2 g$ g" @  t8 i简便、维护方便、可靠性高等特点，特别适合在煤矿
6 K6 u" p1 l; P$ r( z* G0 b井下环境恶劣的条件下进行温湿度的监测。
1 SHTll的工作原理
SHTll为具有二线串行接口的单片全校准数
字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对
湿度、温度和露点等参数，具有数字式输出、免调试、
9 b- `3 m7 p* c免标定、免外围电路及全互换等特点。该传感器的
外形及管脚示意图如图1所示。
' l  t6 u. ]! x$ o- v9 h
. l2 s/ U7 k0 ~  \. O6 w与传统的温湿度传感器不同，SHTll是基于
$ U+ E3 z) V) tCMOSens技术的新型智能温湿度传感器，它将温湿
1 ?" O! \6 N  o1 U度传感器、信号放大调理、A／D转换、二线串行接口
全部集成于一个芯片内，融合了CMOS芯片技术与
" `$ ]0 k* l+ l传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗
. d2 ?( Z: {: [3 i( O8 c$ N& J干扰能力强、极高的性价比等优点，其内部结构框图
如图2所示。
5 a" i! `+ s; Y; i6 c- S) r3 z2 NSHTll传感器默认的测量温度和相对湿度的
+ s6 k  l8 t* f0 j7 K  c2 b分辨率分别为14位、12位，通过状态寄存器可降至
4 }- d: z+ [6 r12位、8位。湿度测量范围是0～100％RH，对于
$ A" m  x( G7 s% \. d& K- `8 D/ }2 W8 k12位的分辨率为0．03 0
0 RH；测温范围为一40～
+ y7 ^# I3 x0 F! Y+123．8℃，对于14位的分辨率为0．01℃。每个
传感器芯片都在极为精确的湿度室中标定，校准系
数以程序形式储存在OTP内存中，在测量过程中
可对相对湿度自动校准，使SHTll具有100％的互
" R6 L4 F  z. d5 D/ l$ @换性。
其测量原理：首先利用2只传感器分别产生相
6 `  w7 M8 Y' V6 x6 \" M- D对湿度、温度的信号；然后经过放大，分别送至A／D
4 N7 M! _4 K, b5 e/ h0 T转换器进行模数转换、校准和纠错；再通过二线串行
接口将相对湿度及温度的数据送至微控器；最后利
用微控器完成非线性补偿和温度补偿。
2基于SHTll温湿度传感器的测控系统设计
+ `2 U: ~: ?3 T2．1硬件电路设计
) Y7 _% ]: U$ k4 s测控系统的硬件电路包括采样电路、键盘显示
7 h( N5 B5 z& V2 p* R; n" }) j电路、电源电路和电器驱动电路。测控系统以
SM89C51为主机，由SHTll实现温度和湿度的测
% W5 u* a) y3 Y量。具体电路原理如图3所示。
SM89C51是台湾新茂(SyncMos)公司生产的
/ u0 v6 e5 E. S# q8位mcu，内含4 KB FLASH ROM、128 B RAM、
扩展I／O，自带看门狗定时器、低EMI、DBANK寻
址、片内WDT RC振荡器、PWM等。因此本系统
不需要外扩ROM，也不必用外置的看门狗电路。

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用专用传感器