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
9 x( }* |% p3 H/ y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。
0 引言
5 t# y; N0 j9 ?温湿度的测量和控制在煤矿自动化生产和安全
监控中起着十分重要的作用。本文介绍一种数字温
6 [% D- U/ Y8 u3 t湿度传感器SHTll及其应用。该传感器具有安装
简便、维护方便、可靠性高等特点，特别适合在煤矿
( j8 t" l9 u6 W4 F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、
" @: |0 N8 ?6 T* d& I免标定、免外围电路及全互换等特点。该传感器的
' d3 g1 ?( J' A6 L3 Q" m& h外形及管脚示意图如图1所示。

* O, X" k7 N7 ?+ a! U8 t与传统的温湿度传感器不同，SHTll是基于
CMOSens技术的新型智能温湿度传感器，它将温湿
4 @! p) s- F- O4 K度传感器、信号放大调理、A／D转换、二线串行接口
0 g0 {' f3 V" R- n& Q: `, N1 ?全部集成于一个芯片内，融合了CMOS芯片技术与
传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗
, m8 t  h1 V: y4 L* `  O干扰能力强、极高的性价比等优点，其内部结构框图
6 ^* h, X1 {4 {" p; b( K! Z5 _如图2所示。
SHTll传感器默认的测量温度和相对湿度的
) F# j# B3 |, Y+ e分辨率分别为14位、12位，通过状态寄存器可降至
12位、8位。湿度测量范围是0～100％RH，对于
8 \: E' K# e8 c# P- v12位的分辨率为0．03 0
+ s# M2 {! N: ]: k, i; g1 I0 RH；测温范围为一40～
3 E* F. N. k. h% c9 u, I+123．8℃，对于14位的分辨率为0．01℃。每个
) F6 X; X' ^5 T6 H5 i- j) [传感器芯片都在极为精确的湿度室中标定，校准系
4 t0 t: C. e3 D0 ^! j数以程序形式储存在OTP内存中，在测量过程中
3 Y& \6 ~: O) k. c3 X- s+ \& a) O可对相对湿度自动校准，使SHTll具有100％的互
6 d6 i1 r6 q$ a换性。
其测量原理：首先利用2只传感器分别产生相
1 B2 Z/ w8 K2 C4 K' Z% Q% k6 T对湿度、温度的信号；然后经过放大，分别送至A／D
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
( ]3 n9 y- ~( Y8 |. M# W用微控器完成非线性补偿和温度补偿。
! P0 s# E( {! ~$ Z" Z; B) f2基于SHTll温湿度传感器的测控系统设计
; q; Q9 v8 {7 Y( {8 G5 Q; h2．1硬件电路设计
8 R% \% M- l  m! L  l  I测控系统的硬件电路包括采样电路、键盘显示
4 H5 n" u* R. Y/ U; s6 v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
量。具体电路原理如图3所示。
SM89C51是台湾新茂(SyncMos)公司生产的
0 z/ x' y4 N! j# [# V0 D5 V1 A2 \  G8位mcu，内含4 KB FLASH ROM、128 B RAM、
. J+ @  ?$ _- H3 ~4 H$ S扩展I／O，自带看门狗定时器、低EMI、DBANK寻
& u! ~5 L9 W' p7 A; u址、片内WDT RC振荡器、PWM等。因此本系统
; G+ o0 @  P, x5 {不需要外扩ROM，也不必用外置的看门狗电路。
2 x0 f$ [5 O" Z) U, [4 j

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用专用传感器