三合一(溫濕光)傳感器設(shè)計

微處理器采用二線串行數(shù)字接口和傳感器進(jìn)行通信，硬件接口非常簡單；然而，通信協(xié)議是芯片廠家定義的，所以在軟件設(shè)計中，需要用微處理器通用I／O口模擬通信協(xié)議.

4．1 硬件設(shè)計
硬件連接如圖6所示。

4．2 軟件設(shè)計
由于SHT11和MAX9635的二線串行通信協(xié)議和I2C協(xié)議不兼容。必須使用GTIO口模擬出如圖4和圖5所示的數(shù)據(jù)格式。

基于以上宏定義，可以方便地使SCK和SDA總線輸出持續(xù)一定時間的高電平或低電平，從而實現(xiàn)傳感器的讀寫。

4．3 溫度、濕度光照值的計算

4．3．1 濕度線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償
SHT11可通過SDA數(shù)據(jù)總線直接輸出數(shù)字量濕度值為“相對濕度”，需要進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后才能得到較為準(zhǔn)確的濕度值。可按式(1)修正濕度值。

式中，RHlinear為經(jīng)過線性補(bǔ)償后的濕度值，SORH為相對濕度測量值，C1，C2和C3為線性補(bǔ)償系數(shù)，取值如表3所示。 　

由于溫度對濕度的影響十分明顯，而實際溫度和測試參考溫度25℃有所不同。補(bǔ)償公式如式(2)所示。

式中，RHtrue為經(jīng)過線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值；T為測試濕度值時的溫度；t1和t2為溫度補(bǔ)償系數(shù)，取值如表4所示。

4．3．2 溫度值輸出
由于SHT11具有較好的線性輸出。實際溫度值可由式(3)算得。

式中，d1和d2為特定系數(shù)。d1的取值與SHT11工作電壓有關(guān)，d2的取值則與SHT11內(nèi)部A／D轉(zhuǎn)換器采用的分辨率有關(guān)，其對應(yīng)關(guān)系分別如表5和表6所示。

5 結(jié)束語

該傳感器集溫度傳感器、濕度傳感器和環(huán)境光傳感器于一體，可用于對環(huán)境溫、濕度和光照度實時監(jiān)測，具有精度高、成本低、體積小、接口簡單等優(yōu)點；由于芯片采用采用數(shù)字信號輸出，因此抗干擾能力比同類芯片高。