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。两线制的串行接口与内部的电压调整,使
外围系统集成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗,使 SHT1x 成为各类应用的首选。
SHT1X 提供表贴 LCC 封装,可以使用标准回流焊接。同样性能的传感器还有插针型封装 (SHT7X 和柔性 PCB 封装(SHTA1。
Datasheet SHT1x
传感器性能
相对湿度
参数条件 min
typ
max 单位
分辨率 1 精度 2 SHT10 典型值
±4.5 最大值见图 2 精度 2 SHT11 典型值 ±3.0 最大值参见图 2 精度 2 SHT15 典型值 ±2.0 最大值参见图 2 重复性 ±0.1 互换性可完全互换
迟滞 ±1 非线性原始数据 ±3
线性化后响应时间3 τ (63% 工作范围漂移 4
常规
SHT11
SHT15
SHT10
± 0
± 2± 4± 6± 8± 100
10
20
3040506070
80
90
100
Relative Humidity (%RH
?R H (%R H
图 2: 25°C 时每种型号传感器的相对湿度最大误差电气特性
参数
条件
min
typ
max 单位
供电电压功耗 5 休眠状态测量状态平均通讯 2线制数字接口 , 参见通讯
存储条件
10 – 50°C (0 – 125°C peak, 20 – 60%RH
1
传感器默认测量分辨率为温度 14位,湿度 12位。可以通过给状态寄存器发送命令将其降低为温度 12位,湿度 8位。
2 此精度为出厂检验时,传感器在 25°C (77°F 和 3.3V. 条件下测试的精度指标,其不包括迟滞和非线性,且只适于非冷凝环境。
温度
参数条件 min
typ
max 单位
分辨率 1 精度 2 SHT10 典型值
±0.5 最大值参见图 3 精度 2 SHT11 典型值 ±0.4 最大值参见图 3 精度 2 SHT15 典型值 ±0.3 最大值参见图 3 重复性 ±0.1 互换性可完全互换
工作范围响应时间6 τ (63% 漂移
SHT11
SHT10
± 0.0
± 0.5± 1.0± 1.5± 2.0
± 2.5± 3.0-40
-20
20406080100
Temperature (°C
?T (°C
图 3: 每种型号传感器的温度最大误差
包装
4 在挥发性有机混合物中数值可能会高一些。见说明书 1.3。
5 此数值为VDD=5.5V 在温度为 25°C时 , 12bit 测量, 1次 /秒条件下
的平均值
传感器型号
包装
数量
订货号
SHT10
条带和卷轴 SHT11
条带和卷轴条带和卷轴条带和卷轴 SHT15 条带和卷轴条带和卷轴
020406080
100
-40
-200
20406080100120
Temperature (°C
R e l a t i v e H u m i d i t y (%
图 4: 工作条件
1.2 焊接说明
可以使用标准的回流焊炉对 SHT1x 进行焊接。传感器完全符合 IPC/JEDEC J-STD-020C 焊接标准,在最高 260℃温度下,接触时间应小于 40 秒。
图 5 :JEDEC 标准的焊接过程图, Tp<=260℃ , tp<40sec ,
无铅焊接。 T L <220℃ ,t l <150sec,焊接时温度上升和下降的速度应小于 5℃/sec。
在蒸气回流焊炉中条件为 TP<233℃ ,tp<60 秒,焊接时温度上升和下降的速度应小于 10℃ /秒。手动焊接,在最高 350℃ 7的温度条件下接触时间须少于 5 秒。7233℃相当于 451℉, 260℃相当于 500℉, 350℃相当于 662℉
注意 : 回流焊焊接后,将传感器在 >75%RH的环境下存放至少 12小时,以保证聚合物的重新水合。否则将导致传感器读数的漂移。
不论在哪种情况下,无论是手动焊接还是回流焊结,在焊接后都不允许冲洗电路板。所以建议客户使用“免洗”型焊锡膏。如果将传感器应用于腐蚀性气体中,引脚焊盘与 PCB 都需要被封装起来以避免接触不良或短路。
对于 SHT1X 的引脚排列,建议使用图 7 的尺寸。传感器衬底外镀30μm 的铜, 5μm 的镍和0.1μm 的金。
图 6: Rear side electrodes of sensor, view from top side.
图 7: 推荐 SHT1x 引脚尺寸 . 单位 mm.
1.3 存储条件与操作说明
湿度传感器不是普通的电子元器件,需要仔细防护,这一点用户必须重视。长期暴露在高浓度的化学蒸汽中将会致使传感器的读数产生漂移。
因此建议将传感器存放于原包装包括封装的 ESD 包内,并且符合以下条件:温度范围 10℃ -50℃(在有限时间内 0-125℃;湿度为 20-60%RH(没有 ESD 封装的传感器。若传感器没有原包装,则需
8
Datasheet SHT1x
在生产和运输过程中,要保证传感器远离高浓度的
化学溶剂。要避免使用挥发性胶水、粘性胶带、不
干胶贴纸,或具有挥发性的包装材料,如发泡塑料袋、泡沫塑料等。生产场合需要保持通风。
详细信息请参考“操作说明”或联系我们。
1.4恢复处理
暴露在极端工作条件或化学蒸汽中的传感器,可通
过如下处理,使其恢复到校准状态。
烘干:在 100-105℃和 < 5%RH 的湿度条件下保持10小时;
重新水合:在 20-30℃和 >75%RH 的湿度条件下保持 12 小时 9。
1.5温度影响
气体的相对湿度,在很大程度上依赖于温度。因此
在测量湿度时,应尽可能保证所有测量同一湿度的
传感器在同一温度下工作。在做测试时,应保证被
测试的传感器和参考传感器在同样的温度下,然后
比较湿度的读数。
如果 SHT1x 与易发热的电子元件在同一个印刷线路板上,在设计电路时应采取措施尽可能将热传递的
影响减小到最小。如:保持外壳的良好通风,
SHT1x 与印刷电路板其它部分的铜镀层应尽可能最
小,或在两者之间留出一道缝隙。(见图 8
图 8: SHT1x 俯视图, PCB 板的开口可避免导热
此外,如果测量频率过高则会导致传感器自身发
热,详细信息请参考 3.3 节。
8例如, 3M 防静电包,“ 1910”带拉链
975%RH 的湿度场可以很便利的由 NaCl 饱和盐溶液制得,
100-105℃对应于 212-221℉, 20-30℃对应于 68-86℉。
1.6光线
SHT1x 不受光线影响。但长时间暴露在太阳光下或强烈的紫外线辐射中,会使外壳老化。
1.7保护膜
SHT1x 的敏感元件部位直接与空气接触,没有保护膜。如果在外面加保护膜可防止灰尘和水滴进入以保护传感器,同时会降低渗入传感器内部的化学蒸汽的浓度。为了避免加保护膜对响应时间的影响,保护膜后面的空气体积应尽可能减小。对于 SHT1X 封装系列,盛世瑞恩推荐使用配套的 SF1型过滤罩,达到 IP54 保护等级。(若需要更高的防护等级, 如 IP67, SF1 必须用环氧树脂封装在 PCB 板上。见图 9。
图 9:Side view of SF1 filter cap mounted between PCB and housing wall. Volume below membrane is kept minimal.
1.8用于密封 /包装的材质
许多材质吸收湿气并将充当缓冲器的角色,这会加大响应时间和迟滞。因此传感器周边的材质应谨慎选用。推荐使用的材料有:金属材料 , LCP, POM (Delrin,PTFE (Teflon, PE, PEEK, PP, PB, PPS, PSU, PVDF,PVF。
用于密封和粘合的材质(保守推荐:推荐使用充满环氧树脂的方法进行电子元件的封装,或是硅树脂。这些材料释放的气体也有可能污染 SHT7x(见 1.3 。因此,应最后进行传感器的组装,并将其置于通风良好处,或在 50℃的环境中干燥 24小时,以使其在封装前将污染气体释放。
1.9布线规则和信号完整性
如果 SCK 和 DATA 信号线相互平行并且非常接近, 有可能导致信号串扰和通讯失败。解决方法是在两个信号线之间放置 VDD 和 /或 GND ,将信号线隔开,和使用屏蔽电缆。此外,降低 SCK 频率也可能提高信号传输的完整性。如使用导线,应在电源引脚(VDD , GND 之间加一个 100nF 的去藕电容, 用于滤波。此电容应尽量靠近传感器。详情可参阅
Datasheet SHT1x
“ESD, Latchup and EMC” 应用说明。 1.10 ESD (静电释放
ESD 静电释放符合 MIL STD 883E 方法 3015标准 (人体模式±2KV 。
电路闭锁测试依据 JEDEC78A 标准,满足强制电流在 ±100 mA,环境温度 T amb = 80℃条件下不闭锁。详情可参阅应用说明“ ESD 、 latch-up 、EMC” 。
2 接口定义
表 1: SHT1x 引脚分配 , NC 保持悬空 .
2.1 电源引脚 (VDD, GND
SHT1x 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。见图 10。
SHT1x 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 I 2C 协议编址,但是,如果 I 2C 总线上没有挂接别的元件,传感器可以连接到 I 2C 总线上,但单片机必须按照传感器的协议工作。
图 10: 典型应用电路 , 包括上拉电阻 R P 和 VDD 与 GND 之间的去藕电容。 .
2.2 串行时钟输入 (SCK
SCK 用于微处理器与 SHT1x 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。
2.3 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 11。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:10k Ω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。详细的 I/O 特性,参见表 2。
2.4
电气特性
电气特性,如能耗,高、低电平,输入、输出电压等,都取决于电源。表 2 详细解释了 SHT1x 的电气特性,若没有标明,则表示供电电压为 5V 。若想与传感器获得最佳通讯效果,请设计时严格遵照表 3 与图 11的条件。
. 参数条件最小典型最大单位供电电源 DC10 供电电流测量状态平均值 11 休眠状态低电平输出电压 I OL < 4 mA 0
250
mV
高电平输出电压R P < 25 k?低电平输入电压下降高电平输入电压
上升焊盘上的输入电流输出电流
开三态 (关
表 2: SHT1x 直流特性 . RP 表示上拉电阻 , IOL 指低电平输出电流
10
为保证传感器的最高精度,建议供电电压为 3.3V 。 11
最小值基于每秒进行一次 8 位精度的测量,不加载 OTP 。
典型值基于每秒进行一次 12 位精度的测量。
GND
2.4 – 5.5V
VDD
GND
Datasheet SHT1x
图 11: 时序图 , 缩写词在表 3有注释。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 .
参数
条件 min typ max 单位 F SCK 频率
VDD > 4.5V
0.1
5
MHz
VDD < 4.5V
0.1
1
MHz
T SCKx
SCK 高 /低时间
T R /TF SCK 上升 /下降时间 T FO DATA 下降时间OL = 5pF
3.5
10
20
ns
OL = 100pF
30
40
200
ns
T RO DATA 上升时间 T V DATA 有效时间 T SU
DATA 设置时间
T HO 保持时间 * TR_max + TF_max = (FSCK -1 – TSCKH – TSCKL
** T R0 is determined by the RP *Cbus time-constant at DATA line *** T V_max and TSU_max depend on external pull-up resistor (RP and total bus
line capacitance (Cbus at DATA line ****
T H0_max < TV – max (TR0, TF0
表 3: SHT1x I/O 信号特性 , 在图 11中出现的 OL 表示输出负载。
3 传感器的通讯
3.1
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。通电后传感器需要 11ms 进入休眠状态,在此之前不允许对传感器发送任何命令。
3.2 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,紧接着 SCK 变为低电平,随后是在 SCK 时钟高电平时DATA 翻转为高电平。参见图 12。
图 12: "启动传输 " 时序
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。
命令代码预留 0000x 温度测量 00011 湿度测量 00101 读状态寄存器 00111 写状态寄存器 00110 预留
0101x-1110x
软复位 , 接口复位 , 状态寄存器复位即恢复为默认状态 . 在要发送下一个命令前,
至少等待 11ms. 11110 表 4: SHT1x 命令集
3.3 温湿度测量
发布一组测量命令(‘ 00000101’表示相对湿度RH ,‘ 00000011’表示温度 T 后,控制器要等待测量结束。这个过程需要大约 20/80/320ms,分别对应 8/12/14bit 测量。确切的时间随内部晶振速度,最多可能有 -30%的变化。 SHT1x 通过下拉 DATA 至低电平并进入空闲模式,表示测量的结束。控制器在再次触发 SCK 时钟前,必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先被存储,这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。
接着传输 2 个字节的测量数据和 1 个字节的 CRC 奇偶校验(可选择读取。 uC 需要通过下拉 DATA 为低电平,以确认每个字节。所有的数据从 MSB 开始,右值有效(例如:对于 12bit 数据,从第 5 个 SCK 时钟起算作 MSB ;而对于 8bit 数据,首字节则无意义。
在收到 CRC 的确认位之后,表明通讯结束。如果不使用 CRC-8 校验,控制器可以在测量值 LSB 后,通过保在测量和通讯结束后, SHT1x 自动转入休眠模式。
Datasheet SHT1x
警告 : 为确保自身温升小于 0.1°C, SHT1x 的激活时间应小于测量值的 10% –e.g. 对于 12位测量,最多 1秒 1次。 3.4
通讯复位时序
如果与 SHT1x 通讯中断,可通过下列信号时序复位:当 DATA 保持高电平时,触发 SCK 时钟 9 次或更多,参阅图 13。接着发送一个“传输启动”时序。这些时序只复位串口,状态寄存器内容仍然保留。
图 13: 复位时序
3.5 CRC-8 Checksum 计算
数据传输的可靠性由 CRC-8的校验来保证 . 它确保可以检测并去除所有错误数据。如上所述,用户可选择是否使用 CRC 功能。
关于如何计算 CRC , 请参考“CRC-8 Checksum Calculation” 。
3.6状态寄存器
SHT1x 的某些高级功能可以通过给状态寄存器发送指令来实现,如选择测量分辨率,电量不足提醒或启动加热功能等。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”。在读状态寄存器或写状态寄存器之后, 8 位状态寄存器的内容将被读出或写入,参阅表 4。通讯请阅图 16和图 17-状态寄存器各 bit 请参阅表 5。
T S
A C K
B i t 7
A C K
Status Register 图 14:
状态寄存器写
图 15: 状态寄存器读
图 16和 17描述了整个通讯过程。
T S
Wait for
DATA ready
A C K Command MSB
L S b
A C K
A C K 图 16: 测量时序 . TS = 传输开始 , MS
B = 高有效字节 , LSB =低有效字节 , LSb = 低有效位。
DHT11-温湿度传感器
3.3 DHT11传感器模块设计 3.3.1 DHT11传感器简介 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP存中，传感器部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。 DHT11传感器实物图如下3-3所示： 图3-3 DHT11传感器实物图 （1）引脚介绍： Pin1：(VDD)，电源引脚，供电电压为3~5.5V。
Pin2：（DATA），串行数据，单总线。 Pin3:（NC），空脚，请悬浮。 Pin4（VDD），接地端，电源负极。 （2）接口说明： 建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻。 图3-4 DHT11典型应用电路 （3）数据帧的描述： DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下: 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi 温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。 （4）电气特性：VDD=5V，T = 25℃，除非特殊标注 表3-2 DHT11的电气特性 参数条件Min typ max 单位供电DC 3 5 5.5 V 供电电流测量0.5 2.5 mA 平均0.2 1 mA 待机100 150 uA 采样周期秒 1 次注:采样周期间隔不得低于1秒钟。
大学物理实验-温度传感器实验报告
关于温度传感器特性的实验研究 摘要：温度传感器在人们的生活中有重要应用，是现代社会必不可少的东西。本文通过控制变量法，具体研究了三种温度传感器关于温度的特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者的线性性都不好。热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。PN节作为常用的测温元件，线性性质也较好。本实验还利用PN节测出了波 尔兹曼常量和禁带宽度，与标准值符合的较好。 关键词：定标转化拟合数学软件 EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR 1.引言 温度是一个历史很长的物理量，为了测量它，人们发明了许多方法。温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量，具有反应时间快、可连续测量等优点，因此有必要对其进行一定的研究。作者对三类测温元件进行了研究，分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。 2.热电阻的特性 2.1实验原理 2.1.1Pt100铂电阻的测温原理 和其他金属一样，铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω（即Pt100）。铂电阻温度传感器精度高，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻本身进行定标。 按IEC751国际标准，铂电阻温度系数TCR定义如下： TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1) 其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。 Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下： Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃ DHT11温湿度传感器与单片机之间的通信 一DHT11的简介： 1 接口说明 建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使 用合适的上拉电阻 2数据帧的描述 DATA 用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下: 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验和 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi 温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。 3时序描述 用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。 1.通讯过程如图1所示 图1 总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。 图2 总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。 数字0信号表示方法如图4所示 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。两线制的串行接口与内部的电压调整,使 基于单片机的DHT11温湿度 传感器设计 姓名：史延林 指导老师：黄智伟 学院：电气工程学院 学号：20094470321 摘要： 温湿度是生活生产中的重要的参数。本设计为基于单片机的温湿度检测与控制系统，采用模块化、层次化设计。用新型的智能温湿度传感器DHT11主要实现对温度、湿度的检测，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示和报警电路提供信号，实现对温 湿度的控制报警。报警系统根据设定报警的上下限值实现报警功能，显示部分采用LCD1602液晶显示所测温湿度值。系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值。 关键词：单片机；DHT11温湿度传感器； LCD1602显示 第一章：课程构思 1.1课题背景 温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间内温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。 对于国内外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。 温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。1.2主要内容 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： view source print? 001.#include 1、DHT11产品概述 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。 2、应用领域 ?暖通空调?测试及检测设备 ?汽车?数据记录器 ?消费品?自动控制 ?气象站?家电 ?湿度调节器?医疗 ?除湿器应用领域 3、接口说明 建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻 4、电源引脚 DHT11的供电电压为 3－5.5V。传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。 5、串行接口 (单线双向) DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下: 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式: 8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。 6、封装信息 第7章DS18B20温度传感器 7.1 温度传感器概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早起使用的是模拟温度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外形小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即单片机接口仅需占用一个I/O端口，无需任何外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数码方式串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。7.2 DS18B20温度传感器介绍 DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用 DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1.DS18B20温度传感器的特性 ①独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 ②在使用中不需要任何外围元件。 ③可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 ④测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。 ⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 ⑥用户可自设定非易失性的报警上下限值。 ⑦支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 ⑧负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2.引脚介绍 DS18B20有两种封装：三脚TO-92直插式（用的最多、最普遍的封装）和八脚SOIC贴片式。下图为实验板上直插式DS18B20的原理图。 3.工作原理 单片机需要怎样工作才能将DS18B20中的温度数据独取出来呢？下面将给出详细分析。 课程设计任务书 题目基于AD590的温度测控系统设计 系(部) 信息科学与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级电气092 学生姓名刘玉兴 学号090819210 月日至月日共周 指导教师(签字) 系主任(签字) 年月日 摘要 温度是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一。过去温度检测系统设计中,大多采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当,就会造成整个系统性能的下降。随着半导体技术的高速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展, 数字化、微型化、集成化成为了传感器发展的主要方向。 以单片机为核心的控制系统．利用汇编语言程序设计实现整个系统的控制过程。在软件方面，结合ADC0809并行8位A／D转换器的工作时序，给出80C51单片机与ADC0908并行A ／D转换器件的接口电路图，提出基于器件工作时序进行汇编程序设计的基本技巧。本系统包括温度传感器，数据传输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路，其中温度传感器为数字温度传感器AD590，包括了单总线数据输出电路部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。 关键词：单片机、汇编语言、ADC0809、温度传感器AD590 Abstract Temperature is the most common one of process parameters in automatic control and industrial production. In the traditional temperature measurement system design, often using simulation technology to design, and this will inevitably encounter error compensation, such as lead,complex outside circuit,poor anti-jamming and other issues, and part of a deal with them Improperly, could cause the entire system of the decline. With modern science and technology of semiconductor development, especially large-scale integrated circuit design technologies, digital, miniaturization, integration sensors are becoming an important direction of development. In the control systems with the core of SCM，assembly language programming is used to achieve the control of the whole system．Combining with the operation sequence of ADC0809，the interface circuit diagrams of 80C51 SCM and ADC0809 parallel A／D conveger ale given．The basic skills of assembly language programming based on the operation se—quenee of the chip ale put forward．This system include temperature sensor and data transmission, the moduledisplays 数字温湿度传感器DHT11 1、概述 DHTxx 系列数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传 感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式测湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHTxx传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行输出接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。本产品为 4 针单排引脚封装，特殊封装形式可根据用户需求而提供。 ２、产品特性 湿温度传感器的一体化结构能相对的同时对相对湿度和温度进行测量。 数字信号输出，从而减少用户信号的预处理负担。 单总线结构输出有效的节省用户控制器的I/O口资源。并且，不需要额外电 器元件。 独特的单总数据传输线协议使得读取传感器的数据更加便捷。 全部校准。编码方式为8位二进制数。 40bit 二进制数据输出。其中湿度整数部分占1Byte，小数部分1Byte；温度 整数部分1Byte，小数部分1Byte。其中，湿度为高16位。最后1Byte为校验和。 卓越的长期稳定性，超低功耗。 4引脚安装，超小尺寸。 各型号管脚完全可以互换。 测量湿度范围从20％RH到90％RH；测量温度范围从0℃到50℃。 适用范围包括恒湿控制，消费家电类产品，温湿度计等领域。 ３、外型与引脚排列 引脚说明： Vcc 正电源 Dout 输出 NC 空脚 GND 地- 1 - 图3.0 DHT外型及管脚 4、详细引脚说明： 传感器管脚方向识别：正面（有通气孔的一面）看过去，从左到右依次为1、2、3、4脚。 表4.0 电源引脚，DHTxx的供电电压为 3.5~5.5V。传感器上电后，要等待1s 以越过不稳定状态在此期间不要发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。 5、订货信息 6 温度传感器实验 姓名学号 一、目的 1、了解各种温度传感器（热电偶、铂热电阻、PN 结温敏二极管、半导体热敏电阻、集成温度传感器）的测温原理； 2、掌握热电偶的冷端补偿原理； 3、掌握热电偶的标定过程； 4、了解各种温度传感器的性能特点并比较上述几种传感器的性能。 二、仪器 温度传感器实验模块 热电偶（K 型、E 型） CSY2001B 型传感器系统综合实验台（以下简称主机） 温控电加热炉 连接电缆 万用表：VC9804A，附表笔及测温探头 万用表：VC9806，附表笔 三、原理 （1）热电偶测温原理 由两根不同质的导体熔接而成的闭合回路叫做热电回路，当其两端处于不同温度时则回路中产生一定的电流，这表明电路中有电势产生，此电势即为热电势。 图1中T 为热端，To 为冷端，热电势 本实验中选用两种热电偶镍铬—镍硅（K 分度）和镍铬—铜镍（E 分度）。 （2）热电偶标定 以K 分度热电偶作为标准热电偶来校准E 分度热电偶，被校热电偶热电势与标准热电偶热电势的误差为 式中：——被校热电偶在标定点温度下测得的热电势平均值。 ——标准热电偶在标定点温度下测得的热电势平均值。 ——标准热电偶分度表上标定温度的热电势值。 ——被校热电偶标定温度下分度表上的热电势值。 ——标准热电偶的微分热电势。 （3）热电偶冷端补偿 热电偶冷端温度不为0℃时，需对所测热电势值进行修正，修正公式为： E（T，To）=E(T,t1)+E(T1,T0) 即：实际电动势＝测量所得电势＋温度修正电势 （4）铂热电阻 铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性，当温度在0℃≤T≤650℃时， 式中：——铂热电阻T℃时的电阻值 ——铂热电阻在0℃时的电阻值 A——系数（=3.96847×10-31/℃） B——系数（=-5.847×10-71/℃2） 将铂热电阻作为桥路中的一部分在温度变化时电桥失衡便可测得相应电路的输出电压变化值。 （5）PN结温敏二极管 半导体PN 结具有良好的温度线性，根据PN 结特性表达公式 可知，当一个PN 结制成后，其反向饱和电流基本上只与温度有关，温度每升高一度，PN 结正向压降就下降2mv，利用PN 结的这一特性可以测得温度的变化。 （6）热敏电阻 热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度升高而急剧下降这一特性制成的热敏元件。它呈负温度特性，灵敏度高，可以测量小于0.01℃的温差变化。图2为金属铂热电阻与热敏电阻温度曲线的比较。 新型温湿度传感器SHT10的原理及应用 收藏此信息打印该信息添加：不详来源：未知 摘要：详细介绍Sensirion传感器公司推出的新型集成数字式温湿度传感器。该传感器采用CMOSens专利技术将温度湿度传感器、A/D转换器及数字接口无缝结合，使传感器具有体积小、响应速度快、接口简单、性价比高等特点。本文结合实例讲解该传感器的命令、时序，以及其在单片机系统中的应用。 关键词：SHT10；温湿度传感器；数字传感器；ATmeg8L 引言 随着社会的不断发展前进，人们进入了数字化信息时代，对生活质量的要求越来越高。汽车、空调、除湿器、烘干机等都已家喻户晓，它们都离不开对温度、湿度等环境因素的要求。 瑞士Sensirion公司推出了SHTxx单片数字温湿度集成传感器。采用CMOS过程微加工专利技术（CMOSens technology），确保产品具有极高的可靠性和出色的长期稳定性。该传感器由1个电容式聚合体测湿元件和1个能隙式测温元件组成，并与1个14位A/D转换器以及1个2-wire数字接口在单芯片中无缝结合，使得该产品具有功耗低、反应快、抗干扰能力强等优点。 1 SHT10的特点 SHT10的主要特点如下： ◆相对湿度和温度的测量兼有露点输出； ◆全部校准，数字输出； ◆接口简单（2-wire）,响应速度快； ◆超低功耗，自动休眠； ◆出色的长期稳定性； ◆超小体积（表面贴装）； ◆测湿精度±45%RH，测温精度±0.5℃（25℃）。 2 引脚说明及接口电路 （1）典型应用电路 SHT10典型应用电路如图1所示。 （2）电源引脚（VDD、GND） SHT10的供电电压为2.4V～5.5V。传感器上电后，要等待11ms，从“休眠”状态恢复。在此期间不发送任何指令。电源引脚（VDD和GND）之间可增加1个100uF的电容器，用于去耦滤波。 实验一 直流激励时霍尔传感器位移特性实验 一、 实验目的： 了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理： 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势U H ＝K H IB ，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为kx U H ，式中k —位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。 三、需用器件与单元： 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。 四、实验步骤： 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。1、3为电源±5V ， 2、4为输出。 2、开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。 图9-1 直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进，每转动0.2mm 记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表9-1。 表9－1 X （mm ） V(mv) 作出V-X曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 五、实验注意事项： 1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V，否则将可能烧毁霍尔元件。 六、思考题： 本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化？ 七、实验报告要求： 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。 使用电池：AAA1.5V 1节 HTC-1温湿度计用户手册 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：30％RH~99％RH。 湿度测量精度：±5％(30%-70%) ±7％(其他) 基本功能： 温度/湿度显示 ℃/ oF温度切换显示 最高/最低温湿度记忆功能 12/24小时制时钟 整点报时功能 每日闹钟功能 日历显示功能 操作方法： 1、依机背指示方向推开电池门，取出电池隔片，然后装回电池门，该机即可用。 2、按键功能：（MODE）切换时钟与闹钟显示模式/设定当前时间、 闹钟、12或24小时制、日期（ADJ）调整被设项目的数值；（MEMORY）显示记忆中的最高/最低温湿度值/清除记忆的最高/ 最低温湿度值；（℃/ oF）切换温度单位以℃（摄氏度）或oF（华氏度）显示；（RESET）清除所有设定/记忆值，返回初始状态。 3、在初始状态下按住（MODE）1秒，当前时间的分钟数开始闪动，按（ADJ）可以调节分钟数，连续按（MODE）可以分别设定“时钟”、“12/24”、“月（M）”、“日（D）” 4、在当前时钟模式下，（时钟与分钟之间的两点每秒闪动一次）切换显示为闹钟模式（时钟与分钟之间的两点不闪动），此时按（ADJ）可以切换“闹钟”（Alarm）功能/“整点报时”()功能的开与关，再按住（MODE）2秒，可以设定闹铃时间，同时启动“整点极时”功能，（）符号出现。 5、在闹钟模式下，若无任何操作则一分钟后自动返回当前时钟，此时按一次（ADJ）切换至日历显示，3秒后自动返回当前时钟按 MAX/MIN钮，显示温/湿度最后次清除（CLEAR）以来的最大值。 6、按（MEMORY）可以显示记忆的温/湿度最大值（MAX）和最小值（MIN），按住（MEMORY）超过2秒可清除记忆的最大/最小值。 注意事项： 1、初次使用/更换电池时请按一次（RESET）（在机背后）； 2、若该机出现任何不良，请按一次（RESET） 3、电池用完后请放回政府指定地点 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。 AD590温度测试系统实验报告 一实验感想与总结 经过一个多月的实验，从开始的温度传感器到最后的接口总线，16单片机，TLC2543，串口等等的学习，完成了一个小的智能开换系统的了解，制作与测试。同时也让我学到了不少知识及动手操作能力，第一次感觉自己在课间时间也学到了东西，也见识到了一些简单的器材，机械，这样的感觉真的特别好，我希望这样的实验可以多安排一些，能让我们好好学一番，在这里先谢谢老师啦，谢谢！ 1 具体的一些感想： （1)我是从原理图打印出来以后开始对这个实验了解的。画原理图时不能为了快单纯的画线，要注意图中接口处的标注，每个接口的功能是不一样的，要提前认识原件的接口设置。 （2)假如不借用标准号直接Update生成pCB图时，画线要注意每根线的连接必须正确，否则将导致PCB图无法显示或整个设计的错误；另外，就是可以借助标准号直接生成。 （3)在设置原理图时，每个元器件的封装必须要有，否则就会和我们一样，在Update后元器件就没有，无法进行布线连接。另外就是在对每个元器件画封装的时候，要注意管脚处的数字标号设置，应该完全按照器件结构去描述（我们在设置AD590封装设计时，标号用‘0’和‘1’显然在封装时就无法显示，导致AD590就只有一根连接线，无法完成正确的布线连接） （4)在Update后进行布线时，我看着视频学了一下，可当自己 操作时，一点都不如意（开始的第一次安放元器件后，布线开始，有好多线要跳接，线看着还凌乱）。又试着做了四五次之后才真正体会到“话真不是说说的，自己操作后才知道它的难啊”。最后实验室回来，按照老师发的那个PCB布线图，自己再开始尝试，遇到一个新问题，布线时，那些GND，VCC,+5v线的连接用的是一些不规则图形布线，我还是无法触及。 （5)焊接电路板，自己完成了通孔的打眼，焊点的焊接。 （6)测试时，发现自己做的电路板没有电源显示的LED灯,当测试时不能醒目的了解电路是否供电；电路通过一个7805T输入9.25v电压输出5.11v使电路正常工作；部分器件的安放还是不太好，电路板整体看上去比较凌乱。 （7)我们还没进行程序调试，在后八周会好好完成。 2 总结 经过一个月的实验学习，从刚开始的AD590温度测试原理图的分析，到最后电路板的制作测试，我们小组完成了一个小型的智能测试系统的制作，不进让我们体会到理实验是检验真理的唯一标准，还让我们认识到了一部分的元器件，学习到了一些经验。读AD590手册制作指出，AD590的工作电压是4到30v，如果是4.8v是不能实现的，必须通过实验才让我们记得更确切。一个月的学习制作，让我从实验中领悟到了课本上无法学到的很多东西，知道了真实制作和想想是很大区别的，用理论联系实际，从实践中学习，总结过去的错误，注重现实制作的重要，读懂更 SWD系列 温度传感器用户使用说明书北京传感星空自控技术有限公司 SWD 系列温度传感器 使用说明书 SWD 系列温度传感器是用铂金属丝制成的测温度电阻器，可用来测量各种液体、气体等流体的温度。具有精度高、分辨率好，安全可靠、使用方便等优点，也可以直接测量各种生产过程中的液体、蒸气和气体介质的温度。 一、原理 本传感器是利用铂金属（PT100）在温度变化时自身电阻也随着变化的特性来测量温度的。它的受热元件是利用细铂丝均匀的双绕在绝缘材料制成的骨架上。 二、技术指标 1、0℃对应电阻为100Ω，100℃对应电阻为138.5Ω 2、测量范围：-200～500℃ 3、时间参数：<5秒 4、外型尺寸：参照定货要求 三、传感器接线示意图 四、 安装使用方法及注意事项1、本温度传感器通过螺纹固定。在固定的时候切记不要用力过度，以免损坏传感器。 2、如传感器有杂质粘附于传感器上，要及时清洗，保证传感器可靠、准确运行。 3、线缆的铺设以不防碍现场工作人员的现场操作和不易被砸碰、损坏且架 设安全可靠为原则。三线制四线制 4、传感器接触的介质应为经常流动的介质，这样才能保证所测值的准确性。 五、故障现象及现场处理办法 1、如果温度传感器在使用过程中发生故障，如无信号输出或超过标准输出，首先应检查线缆的断线、短路及接线的脱落。 2、怀疑温度传感器有故障，可用万用表测量铂电阻的电阻值是否在正常范围之内。如铂电阻的输入正常，则应检查上位仪表。 3、本传感器出厂时已作密封处理，如出现故障，请送厂里维修，用户不要自行拆卸。 4、本传感器自出售之日起。一年内出现故障，可免费维修或更换，终身维修。 基于89C51单片机SHT11温湿度传感器电路图于程序作者：志杰 SHT11.h文件： #ifndef __SHT11_H__ #define __SHT11_H__ /************************* SHT11相关命令 **************************/ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define TEM_TEST 0x03//温度检测命令 #define HUM_TEST 0x05//湿度检测命令 #define REG_READ 0x07//读寄存器 #define REG_WRITE 0x06//写寄存器 #define FUNCTION_SET 0x01//设置SHT11的工作精度为8位/湿度12位温度/************************** SHT11端口定义 ***************************/ sbit SHT11_DATA=P3^1; sbit SHT11_SCK=P3^0; sbit P33=P3^3; sbit P32=P3^2; sbit P36=P3^6; sbit P37=P3^7; uchar flag_tempeture=0; //显示温度位置的标志 uchar flag_humidity=0; //显示湿度位置的标志 uchar code str1[]={ 0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00};//温度图标 uchar code str6_sht11[]="%RH "; uchar code str4_sht11[]="humi="; uchar code str2_sht11[]="temp="; uchar code str7_sht11[]=" ";//清除没不要的显示 /*************************** 函数名称:Delay() 函数功能:SHT11部延时 ****************************/ void Delay() { ; ; } /*************************** 函数名称:Delay_Ms() 函数功能:SHT11检测等待延时 函数说明:11ms/55ms/210ms 分别对应8位/12位/14位测量结果 对应的形参为N 则延时Nms ****************************/ void Delay_Ms(uint ms) // ms延时函数(AT89C51 11.0592MHz)DHT11温湿度传感器与单片机之间的通信
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