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                Sensirion傳感器在單片機系統中的應用虽然这里有些偏僻詳┪解

                電子設計 2017-11-17 13:16:56

                [導讀] 詳細介紹Sensirion傳感器公司推⊥出的新型集成數字式溫濕度傳感器。該傳感脸色煞白器采用CMOSens專利技術將溫度濕度傳感器、A/D轉換器及數字接口無縫結合,使傳感器具两个人分开后就各自回家有體積小、響應※速度快、接口簡單、性價比高等特點。本文結合實例講解該傳⌒感器的命令、時序,以及其在單片機系統中的應用。 關鍵詞:SHT10;溫濕度傳感器;數字傳感器;ATmeg8L 引言 隨著社會⌒ 的不斷發展前進,人們進入了數字化信息時代,對生活質━量的要求越來越高。汽車、空調、除濕器、烘幹

                詳細介紹Sensirion傳感器公司推出的新型集成數字式溫濕度傳感器。該傳感器采用CMOSens專利技術將溫度濕度傳感器、A/D轉換器及數字接口無縫結合,使傳感器具有體積小、響應速度快、接口簡單、性價比高等特點。本文結合實例講解該傳感器的命令、時序,以及其單片機系統中的應用

                 

                關鍵詞:SHT10;溫濕度傳感器;數字傳感器;ATmeg8L

                引言

                隨著社會的不斷發展前進,人們進入了數字化信息時代,對生活質量的要求越來越高╒。汽車、空調、除濕器、烘幹機等都已家乌倩倩真喻戶曉,它們都離不開對溫度、濕度等環境因素的要求。

                瑞士Sensirion公司推▓出了SHTxx單片數字溫濕度集成傳感器。采用CMOS過程微加工專利技術(CMOSenstechnology),確保產品具有伴侣極高的可靠性和出色的長期┏穩定性。該傳感器由1個電容式聚合體測濕元件和1個能隙┐式測溫元件組成,並與1個14位A/D轉換器以及1個2-wire數字接口單芯片中無縫結合,使得該產品具有功耗低、反應快、抗幹擾能力強等優點。

                1SHT10的特點

                SHT10的主要特點如下:

                ◆相對濕度和溫度的測量兼有露點輸出;

                ◆全部校準,數字輸出;

                ◆接口簡單(2-wire),響應速度快;

                ◆超低功耗,自動休眠;

                ◆出色的長期穩定性;

                ◆超小體積(表面貼裝);

                ◆測濕精度±45%RH,測溫精度±0.5℃(25℃)。

                2引腳說↙明及接口電路

                (1)典型應用電路

                SHT10典型應用電路如圖1所示。


                (2)電源引腳(VDD、GND)

                SHT10的供電電壓為2.4V~5.5V。傳感器上電後,要等待11ms,從“休眠”狀態恢復。此期間不發送任何指令。電源引腳(VDD和GND)之間可增加1個100nF的電容器,用於去耦濾波。

                (3)串行接口

                SHT10的兩線串行接口(bidirectional2-wire)傳感器信號讀取和電源功耗方面都做々了優化處理,其總線類似I2C總線但並┗不兼容I2C總線。

                ①串行時鐘輸入(SCK)。SCK引腳是MCU與SHTIO之問通信的同步時鐘,由於接口包含了全靜態邏輯,因此沒有最小時鐘頻率。

                ②串行數據(DATA)。DATA引腳是1個三態門,用於MCU與SHT10之間的數據傳輸。DATA的狀態串行時鐘SCK的下╋降沿之後發生改變,SCK的上升沿有╔效。數據傳輸期間,當SCK為高電是有人在暗中运作平時,DATA數據線上必須保持穩定狀態。

                為避免數據發生沖突,MCU應該驅動DATA使其處於低電平狀態,而外部接1個上拉電阻將信╲號拉至高電平。

                3命令與時序

                (1)SHT10命令

                SHT10命令如表1所列。


                (2)命令時序

                發送一組“傳輸啟動”序列▓進行數據傳輸初始化,如圖2所示。其時序為:當SCK為高電平時DT翻轉保持低電平,緊接著SCK產生1個發脈沖,隨後SCK為高電平時DATA翻轉保持高電平。


                緊接著的命令包括3個地址位(僅支持“000”)和5個命令位。SHT10指示正確接收命令的時ぷ序為:第8個SCK時鐘的下降┨沿之後將DATA拉為低電平(ACK位),第9個SCK時鐘的下降沿之後釋放DATA(此時為高電平)。

                (3)測量時序(RH和T)

                “00000101”為相對濕度(RH)量,“00000101”為溫度(θ)測量。發送一組測量命令後控制器要等╝待測量結束,這個過程大約需要20/80/320ms對應其8/12/14位的測量。測量時間隨內部晶◎振的速度而變化,最多能夠縮短30%。SHT10下拉DATA至低電平而使其進入空閑模式。重新啟動SCK時鐘晚上好讀出數據之前,控制器必須等待這個“數據準備好”信號。

                接下來傳輸2個字─節的測量數據和1個字節的CRC校驗。MCU必須通過拉低DATA來確認每個字huā朵衣着光鲜節。所有的數據都從MSB開始,至LSB有效。例如對於12位數據,第5個SCK時鐘時的數值作為MSB位;而對於8位數據,第1個字節(高8位)數】據無意義。

                確認CRC數據位之∞後,通信結束。如果不使用CRC-8校驗,控制器可以測量數據LSB位之後,通過保持ACK位為高電平來結束本次通信。
                測量和通信結束後,SHT10自動進入休眠狀態模式。

                (4)復位時序

                如果與SHT10的通信發生中斷,可以通過隨後的信號序列來復位串口,如圖3所示。保持DATA為高電平,觸發SCK時鐘9次或更多,接著執╫行下次命令之前必須發送一組“傳輸啟動”序列。這些序列僅〒僅復位串口,狀態寄存器的內容仍然保留。


                (5)狀態寄存器讀寫時序

                SHT10通過狀態寄存器實現初始狀態設定。

                讀狀態寄存器時序如圖4所示。


                寫狀態寄存器時▓序如圖5所示。


                4幾點說明

                ①CRC-8校驗。整個數據◣的傳輸過程都由8位校驗保證,確保话负责了任何錯誤的數據都能夠被檢測到並刪除[1]。

                ②為保持自身發熱溫升小於0.1℃,SHTxx的激活時間不超過10%。如12位精度測量,每秒最多測量2次。

                ③轉換為物理量輸出相對濕度輸出轉換公式為:


                其中,RHlinear為25℃時相對濕┢度的線性值,SORH為傳感
                器┯輸出的相對濕度的數值,c1,c2,c3為系數,如表3所列。

                當測量溫度與25℃相差較大時,則需要考慮傳感器的溫度系數:


                其中,RHtrue為溫╘度不等於25℃時相對濕度的實際值╠,θc為當前溫度,t1、t2是系數,如表4所列。


                溫度輸出◥轉換公式為:


                其中,θ為實際溫度,SOθ為傳感器輸出的溫度數值,θ1,θ2為系數,如表5、表6所列。

                由於濕度與溫度經由同一塊芯片測量而得,因此SHT10可以同時實現高質量◥的露點測量。具體算法可參閱參考文獻[2],這裏不再━詳述。

                5SHT10與ATmegal的應用實例

                這裏以SHT10與Atmel公司低功耗8位RISC指令集的ATmega8L(內部8MHz振蕩頻率)MCU的接口電路為例,給出實際應用電路及控是令狐冲一类制程序實例。

                本例采用ATmega8L微控制器控制SHT10,讀取溫濕度數據,並將┴結果顯示LCD1602(采用4位模式)上,如圖6所示。


                程序采用C語言模塊化設計,大大方便被移植到其他MCU上使用,提高了这么做了四个动作之后工作效率。

                 

                [整理編輯:CK365測控網]
                標簽:  Sensirion[2]    傳感器[14]    [13]    單片機[1]    系統[1]    中的[1]    應用[5]
                 
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