温湿度传感器SHT75.doc

SHT75
1. 芯片结构：内部集成有 温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C总线
2. 分辨率：湿度值输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位，可通过软件编程为12位和8位。
3. 测量精度：湿度测量精度为±1.8％RH，温度测量精度为±0.3℃
4. 工作电压：2.4V~5.5V(注：不同工作电压下的温度系数不同)
5. 引脚连接：SCK接I2C总线的时钟，VCC GND电源和地，SDA数据引脚
6. 通信时序
基本符合I2C的通信时序，通信过程分为：启动传感器、发送命令、测温和复位4个步骤。
（1）启动步骤：选择供电电压后，将传感器通电，上电速率不能低于1V/ms,通电后传感器进入11ms的休眠期，在此期间不允许对传感器发送任何命令。
（2）发送命令：在发送命令中，用一组“启动传输”时序来表示数据传输的初始化，内容包括：当SCL时钟高电平时将SDA翻转为低电平，紧接着SCL变为低电平，随后在SCL时钟为高电平时将SDA翻转为高电平。后续命令包含三个地址位（目前只支持“000”）和5个命令位（见命令列表）。SHT75返回如下时序表明已正确的接收到指令：在第8个SCL时钟的下降沿之后，将SDA下拉为低电平（ACK位），并且在第9个SCL时钟的下降沿之后，释放SDA（恢复高电平）。
（3）温度、湿度测量过程：发送一组测量命令（“00000101”表示测量相对湿度RH，“00000011”表示测量温度T）后，51单片机等待测量结束，该过程大约20/80/320ms（最多可能有30%的变化）,分别对应8/12/14 bit测量。SHT75通过下拉SDA引脚至低电平并进入空闲模式来表示测量结束。51单片机在再次触发SCL时钟前，必须等待这个“转换完成”信号来读出数据。接着传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC奇偶校验。51单片机需要通过下拉SDA为低来确认每个字节。所有的数据传输从MSB开始，右值有效（例如：对于12bit数据，从第5个SCL时钟起算作MSB，而对于8bit数据，首字节则无意义）。SHT75用CRC数据（CRC计算公式X8+X5+X4+1）的确认位来表明通信结束。如果不使用CRC校验，51单片机可以在测量值LSB后，通过保持确认位ACK为高电平，来终止通信。在测量和通信结束后，SHT75自动转入休眠模式。
7. SHT75的命令和控制寄存器
注：5位命令位和3个地址位（“000”且“000”在前）组合起来构成一个完整的命令字节。
命令列表
命令编码
功能
00011
测量温度
00101
测量湿度
00111
读状态寄存器
00110
写状态寄存器
11110
软件复位，用于复位总线接口和清空状态寄存器
0101x~1110x
预留

内部控制寄存器
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
Bit0
保留
电压标志位
预留
预留
测试
加热控制
OTP加载
分辨率设置
8. SHT75的温湿度计算
湿度修正公示：RH(linear)=C1+C2*SO(RH)+C3*SO(RH)*SO(RH)
单位为：%RH
式中SO（RH）为SHT75的输出测量值，公式中其他系数见下表：
SO(RH)
C1
C2
C3
12位
-4
0.0405
-2.8*10（-6）
8位
-4
0.648
-7.2*10（-4）
上述公式公式适用于25℃，实际应用中应考虑温度补偿，按如下公式对湿度进行温度补偿：
RH（true）=(T-25)*(T1+T2*SO_RH)+RH_linear
式中T为当前温度，其他系数如下表：
SO_RH
T1
T2
12位
0.01
0.00008
8位
0.01
0.00128

SHT75的温度传感器线性很好，故可用下式将温度输出转换为实际温度： T_emp=D1+D2*SO_T
式中SO_T为SHT75输出温度测量值；D1按电源电压大小取值；D2按温度转换精度取值
SHT75温度系数D1的取值
VCC
5V
4V
3.5V
3V
2.5V
D1
-40.00
-39.75
-39.66
-39.60
-39.55

SHT75温度系数D2的取值
精度
14位
12位
D2
0.01
0.04