【正文】 度值輸出SHT11 溫度傳感器的線性非常好,可用下列公式（ 42）將溫度數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值 T : TSOd21?? ??24?式中， 表示傳感器溫度測(cè)量值。當(dāng)電源電壓為 5V，溫度傳感器的TSO分辨率為 14 位時(shí)， ， ；當(dāng)溫度傳感器的分辨率為 12 位時(shí)，401?， 。401??圖 43 相對(duì)濕度輸出特性曲線 露點(diǎn)計(jì)算空氣的露點(diǎn)值可根據(jù)相對(duì)濕度和溫度值由下面公式計(jì)算： ????????????RHTEW ??34? ????EWDP式中， ——飽和水蒸氣壓強(qiáng)（mmHg） ?? 非線性校正及溫度補(bǔ)償式（41 ）為相對(duì)濕度的非線性補(bǔ)償計(jì)算公式,對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)而言,計(jì)算量大而過(guò)復(fù)雜,下面給出簡(jiǎn)化的計(jì)算方法。（1）線性　當(dāng)系統(tǒng)對(duì)濕度測(cè)量精度要求不高時(shí),可采用以下的線性計(jì)算公式。 ??RHSOcsimpleRH???21 ??54?式中， 。（2）2線性 當(dāng)系統(tǒng)對(duì)濕度測(cè)量精度要求較高時(shí),可采用以下的 2線性計(jì)算公式,即用最小的計(jì)算復(fù)雜性來(lái)提高精確度。 ????256????bSOarelRH ??64?式中， 為 8 位濕度傳感器輸出濕度值。當(dāng) 時(shí)， ， ；當(dāng) 時(shí)，107?SO143?a52b25108?SO， 。143?a52b（3）溫度補(bǔ)償 上述濕度計(jì)算公式是按環(huán)境溫度為 25℃進(jìn)行計(jì)算的,而實(shí)際的測(cè)量溫度值則在一定的范圍內(nèi)變化,所以應(yīng)考慮濕度傳感器的溫度系數(shù),可按式 對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償。??5? ??????linearRHSOtTtureRH??21 ??74?當(dāng) 為 12 位時(shí)， ， ；當(dāng) 為 8 位時(shí)， ，SO0.? RHSO01.?t。 SHT11 的特性 SHT11 的特點(diǎn)SHT11 傳感器的特點(diǎn)如下:1）相對(duì)濕度和溫度一體測(cè)量；2）精確露點(diǎn)測(cè)量；3）全量程標(biāo)定，無(wú)需重新標(biāo)定即可互換使用；4）超快響應(yīng)時(shí)間；5）兩線制數(shù)字接口（最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)集成，較低的價(jià)格） ；6）超小尺寸（5） ；7）高可靠性（工業(yè) CMOS 工業(yè)） ；8）優(yōu)化的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；9）可完全浸沒(méi)水中；10）基于請(qǐng)求式測(cè)量，因此低能耗；11）具有濕度傳感器元件的自檢測(cè)能力；12）傳感器元件加熱應(yīng)用，亦可獲得極高的精度和穩(wěn)定性。 SHT 的詳細(xì)規(guī)格（RH）的性能參數(shù)如下：范圍：0—100%RH；精度：177。3%RH（20—80%RH） ；響應(yīng)時(shí)間：≤4s；復(fù)現(xiàn)性：177。%RH；分辨率：%RH；工作溫度：－40℃—＋120℃。（T）的性能參數(shù)如下：范圍：－40℃—＋120℃；精度：177。℃（在 25℃時(shí)） ，177?！妫ㄔ?0—40℃時(shí)） ；響應(yīng)時(shí)間：≤20s；復(fù)現(xiàn)性：177?！妫环直媛剩骸?。能耗：典型 30uW（@5V，12bit，測(cè)量周期 2 秒） 典型 1uW（@,8bit，測(cè)量周期 2 分） ；供電范圍：—；檢測(cè)電流：；待機(jī)電流：。 SHT11 的引腳SHT11 的引腳圖如圖 44 所示。圖 44 SHT11 的引腳圖引腳簡(jiǎn)介引腳 1—GND 接地端；SHT11 的供電電壓為 ～ ，傳感器上電后要等待 11ms 以越過(guò)“休眠”狀態(tài)。在此期間無(wú)需發(fā)送任何指令，電源引腳（VDD,GND ）之間可增加一個(gè) 100uF 的電容，用以去耦濾波。引腳 2—DATA 雙向串行數(shù)據(jù)線；SHT11 的串行接口，在傳感器的讀取及電源損耗方面都做了優(yōu)化處理。DATA 三態(tài)門(mén)用于數(shù)據(jù)的讀取。引腳 3—SCK 串行時(shí)鐘輸入；用于微處理器與 SHT11 之間的通訊同步。由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，因而不存在最小 SCK 頻率。引腳 4—VDD 電源端，— 電源 [14] SHT11 的的內(nèi)部命令與接口時(shí)序 SHT11 的內(nèi)部命令SHT11 傳感器共有 5 條用戶命令,具體命令格式見(jiàn)表 41。在程序編程時(shí)根據(jù)命令編號(hào)來(lái)設(shè)定 SHT11 的工作狀態(tài)。例如： 0x03 設(shè)置 SHT11 為溫度測(cè)量，0x05 是設(shè)置 SHT11 為濕度測(cè)量。表 41 SHT11 傳感器命令列表命令 編號(hào) 說(shuō)明測(cè)量溫度 00011 溫度測(cè)量測(cè)量濕度 00101 濕度測(cè)量讀寄存器 00111 “讀”狀態(tài)寄存器寫(xiě)寄存器 00110 “寫(xiě)”狀態(tài)寄存器軟啟動(dòng) 11110重啟芯片,清除狀態(tài)記錄器的錯(cuò)誤記錄 11 毫秒后進(jìn)入下一個(gè)命令 SHT11 的命令順序及命令時(shí)序1) 傳輸開(kāi)始初始化傳輸時(shí),應(yīng)發(fā)出“傳輸開(kāi)始”命令,具體為 SCK 是高電平時(shí),DATA 高電平變?yōu)榈碗娖?并在下一個(gè) SCK 為高時(shí)將 DATA 升高。接著傳輸開(kāi)始下一個(gè)命令，包含 3 個(gè)地址位(目前只支持“000”) 和 5 個(gè)命令位,通過(guò)DATA 腳的 ack 位處于低電位表示 SHT11 正確收到命令。2) 連接復(fù)位順序如果與 SHT11 傳感器的通訊中斷,下列信號(hào)順序會(huì)使串口復(fù)位 :當(dāng)使DATA 線處于高電平時(shí),觸發(fā) SCK9 次以上(含 9 次) ,并發(fā)一個(gè)前述的“傳輸開(kāi)始”命令。3) 溫濕度測(cè)量時(shí)序當(dāng)發(fā)出了溫(濕) 度測(cè)量命令后，控制器就要等到測(cè)量完成后才開(kāi)始動(dòng)作。使用 8/ 12/ 14 位的分辨率測(cè)量分別需要大約 11/ 55/ 210 ms。為表明測(cè)量完成，SHT11 會(huì)使 DATA 為低電平,此時(shí)控制器必須重新啟動(dòng) SCK，然后SHT11 傳送兩字節(jié)測(cè)量數(shù)據(jù)與 1 字節(jié) CRC 校驗(yàn)和到控制器，控制器必須通過(guò)使 DATA 為低來(lái)確認(rèn)每一字節(jié)，通訊在確認(rèn) CRC 數(shù)據(jù)位后停止。如果沒(méi)有用 CRC28 校驗(yàn)和,則控制器就會(huì)在測(cè)量數(shù)據(jù) LSB 后，保持 ack 為高時(shí)停止通訊,SHT11 在測(cè)量和通訊完成之后會(huì)自動(dòng)返回睡眠模式。需要注意的是，為使 SHT11 溫升高低于 ℃，則此時(shí)工作頻率不能大 15%(如:12 位精確度時(shí),每秒最多進(jìn)行 3 次測(cè)量)。測(cè)量溫度和測(cè)量濕度命令所對(duì)應(yīng)的時(shí)序如圖44 所示。圖44 測(cè)量溫濕度時(shí)序圖4) 加熱控制將傳感器芯片中的加熱開(kāi)關(guān)接通，傳感器溫度大約增加 5 ℃，加熱用途如下: 其一，通過(guò)對(duì)啟動(dòng)加熱器前后的溫、濕度進(jìn)行比較，可以正確地區(qū)別傳感器的功能；其二，在相對(duì)濕度較高的環(huán)境下，傳感器可通過(guò)加熱來(lái)避免冷凝。5) 低電壓檢測(cè)SHT11 的工作極限功能可以檢測(cè) VDD 電壓是否低于 ，準(zhǔn)確度為177。 SHT11 的狀態(tài)寄存器SHT11 的狀態(tài)寄存器的類型及其說(shuō)明見(jiàn)表 42。表42 SHT11狀態(tài)寄存器及說(shuō)明位 類型 說(shuō)明 缺省 說(shuō)明7 保留 06 讀 工檢限 X5 保留 04 保留 03 只用于試驗(yàn)，不可以使用 02 讀/寫(xiě) 加熱 0 關(guān)1 讀/寫(xiě) 不從OTP重下載 0 重下載0 讀/寫(xiě)‘1’—8位相對(duì)濕度，12位溫度分辨率；‘0’—12位相對(duì)濕度，14位溫分辨率0 12位相對(duì)濕度，14溫度 硬件接口SHT11 與單片機(jī)接口構(gòu)成的溫濕度測(cè)量電路,如圖 45 所示 。因 SHT11 內(nèi)部集成了 A/D 轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口等，在與單片機(jī)連接時(shí)就不需要再外接轉(zhuǎn)換部件 [15]。圖45 SHT11與單片機(jī)接口 恢復(fù)處理置于極限工作條件下或化學(xué)蒸汽中的傳感器，經(jīng)過(guò)在 80～90℃（176～194F ）和＜5％RH 的濕度條件下保持 24 小時(shí)（烘干） ，隨后在20～30℃（70～90F ）和＞ 74％RH 的濕度條件下保持 48 小時(shí)以上（重新水和）的處理后可使其恢復(fù)到剛校準(zhǔn)時(shí)的狀態(tài)。通過(guò)上面的論述可見(jiàn) SHT11 數(shù)字式溫濕度傳感器完全符合對(duì)土壤溫濕度檢測(cè)的要求。第 5 章 DS12887 時(shí)鐘芯片實(shí)時(shí)時(shí)鐘是電子設(shè)備和通訊設(shè)備中常用的器件, DS12887 是美國(guó) Dallas公司推出的并行接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片, 具有內(nèi)部晶振和鋰電池, 同時(shí)與 IBM AT 計(jì)算機(jī)中常用的時(shí)鐘芯片 MC146818B 和 DS1287 管腳兼容, 可以直接替換 1DS12887 具有微功耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn), 因而在高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用 [16] DS12887 時(shí)鐘芯片特點(diǎn)（1） 在沒(méi)有外部電源的情況下可工作 10 年（2） 可計(jì)算到 2100 年前的秒、分、小時(shí)、星期、月、年七種日歷信息, 帶閏年補(bǔ)償 （3） 時(shí)間信息可設(shè)置為二進(jìn)制和 BCD 碼兩種表示, 小時(shí)可設(shè)置為 12小時(shí)和 24 小時(shí)制, 12 小時(shí)模式帶 PM 和 AM 指示, 具備夏令時(shí)功能（4） 有 Motorola 和 Intel 兩種總線工作模式, 可兼容兩大系列的微處理器時(shí)序（5） 地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用, 接口無(wú)需外加芯片（6） 內(nèi)建 128 字節(jié) NVRAM, 掉電單元數(shù)據(jù)不丟失 1 其中 14 字節(jié)用作時(shí)間信息存儲(chǔ), 114 字節(jié)可提（7） 供給用戶自由使用 1（8） 可編程方波輸出（9） 總線兼容中斷( IRQ) 引腳 DS12887 的引腳（引腳圖如圖 51 所示）及功能簡(jiǎn)介如下： 圖51 DS12887 引腳圖GND,VccDc 這個(gè)裝置必須通過(guò)一些引腳接地，接電源。輸入電壓是5V。當(dāng) 5V 電壓有了正常的限制，這個(gè)設(shè)備完全有效，這時(shí)數(shù)據(jù)可讀可寫(xiě)。當(dāng)電壓低于 4，25V，讀寫(xiě)都不會(huì)受到限制。而且記時(shí)功能在更低的輸入電壓下也不會(huì)受到限制。當(dāng)電壓低于 3V，RAM 和計(jì)時(shí)器都靠?jī)?nèi)部的鋰電源繼續(xù)工作。不管輸入電壓如何，在 25 攝氏度時(shí)計(jì)時(shí)功能將保持每月 1 分鐘的精確度。MOT(模式選擇) 模式選擇引腳提供了兩種總線類型的選擇。當(dāng)接 Vcc 時(shí)，選擇的是 Motorola 的總線時(shí)序；當(dāng)接地或懸空，選擇的是 Intel 總線時(shí)序。這個(gè)引腳內(nèi)部有一個(gè)大約 20 千歐的下拉電阻。SQW（方波輸出）方波輸出引腳方波輸出的頻率可以通過(guò)設(shè)計(jì)寄存器A 來(lái)變化，如 51。寄存器 B 的方波輸出字節(jié)可以用來(lái)控制方波信號(hào)的輸出。當(dāng)電壓低于 4。25V，方波輸出信號(hào)無(wú)效。表 51 中斷率和方波輸出頻率寄存器 A 位選擇RS3 RS2 RS1 RS0 Tp1 周期中斷率方波輸出頻率 0 0 0 0 None None 0 0 0 1 256HZ 0 0 1 0 128Hz 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 512Hz 1 0 0 0 256Hz 1 0 0 1 128Hz 1 0 1 0 64Hz 1 0 1 1 32Hz 1 1 0 0 16Hz 1 1 0 1 125ms 8Hz 1 1 1 0 250ms 4Hz 1 1 1 1 500ms 2Hz AD0/AD7（交替雙向地址/數(shù)據(jù)總線）由于地址信息和數(shù)據(jù)信息分享同一個(gè)信號(hào)途徑，交替總線接同一個(gè)引腳。在總線循環(huán)的前半個(gè)周期，地址是當(dāng)前的；在后半個(gè)周期同一個(gè)引腳和同一個(gè)途徑輸出數(shù)據(jù)信息。由于地址和數(shù)據(jù)的總線交換發(fā)生在內(nèi)部 RAM 的有效時(shí)間內(nèi)，地址和數(shù)據(jù)的交換并沒(méi)有減少 DS12887 的有效時(shí)間。地址在 AS/ALE 下降之前有效，這時(shí) DS12887從 AD0~AD6 選通地址。在 DS/RD 信號(hào)周期內(nèi)，有效的寫(xiě)信號(hào)是當(dāng)前的并保持穩(wěn)定。再讀寫(xiě)信號(hào)的后半個(gè)周期，DS12887 輸出 8 字節(jié)的數(shù)據(jù)。當(dāng)Motorola 時(shí)序中 DS 變低或 Intel 時(shí)序中 RD 變高，讀循環(huán)就結(jié)束了，總線返回高阻狀態(tài)。AS（地址選通）一個(gè)高電平的地址選通信號(hào)提供給交替總線時(shí)，在AS/ALE 脈沖的下降沿，DS12887 選通地址。DS（數(shù)據(jù)選通或讀出）根據(jù)模式選擇的不同，DS/RD 引腳有兩種不同的操作模式。當(dāng) MOT 引腳接 Vcc 時(shí)，選擇的是 Motorola 總線時(shí)序。在這種模式下，DS 在總線循環(huán)的后半個(gè)周期是高電平稱為數(shù)據(jù)選通。在讀循環(huán)中，DS 代表 DS12887 驅(qū)動(dòng)雙向總線的時(shí)間；在寫(xiě)循環(huán) DS 的變化沿，DS12887選通信號(hào)。當(dāng) MOT 引腳接地，選擇的是 Intel 總線時(shí)序。在這種模式下，DS 引腳稱為 RD 。它代表 DS12887 驅(qū)動(dòng)總線讀數(shù)據(jù)的時(shí)間周期。RD 信號(hào)的定義和存儲(chǔ)器中 OE 的定義是一樣的。R/W（讀寫(xiě)信號(hào)）：讀寫(xiě)引腳也有兩種操作模式。當(dāng) MOT 引腳接 Vcc選擇 Motorola 時(shí)序時(shí)，R/W 的電平可以用來(lái)表明是讀或?qū)?。?dāng) DS 電平為高時(shí)，R/W 電平也為高時(shí)是讀循環(huán)；在 DS 為告示，R/W 為低是寫(xiě)循環(huán)。當(dāng) MOT 接地選擇的是 Intel 時(shí)序，讀寫(xiě)信號(hào)是一個(gè)低有效信號(hào)稱為WR。在這種模式下，RW 引腳和通用 RAMS 中寫(xiě)使能端具有一樣作用。CS（芯片選通信號(hào)）DS12887 的芯片選通信號(hào)實(shí)地有效。必須在 CS 有效的狀態(tài)下，Motorola 時(shí)序中數(shù)據(jù)或地址才可以選通或 Intel 時(shí)序中讀寫(xiě)信號(hào)才可以有效。在不考慮 CS 信號(hào)的情況下，總線循環(huán)可以索存地址。當(dāng)?shù)貕旱陀? 時(shí)，DS12887 通過(guò)使 CS 無(wú)效來(lái)禁止 acce