温湿度传感器SHT1x/7x的优化应用

1）SHT1x／7x数字温湿度传感器工作原理

SHT1x／7x是瑞士SENSIRION公司生产的系列温湿度传感器［4］。SHT1x／7x系列产品是一款高度集成的温湿度传感器芯片，提供全量程标定的数字输出。它采用专利的CMOSens技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件，这两个敏感元件与一个14位的A／D转换器以及一个串行接口电路设计在同一个芯片上面。该传感器品质卓越、响应超快、抗干扰能力强、性价比高。

每个传感器芯片都在极为精确的恒温室中进行标定，以镜面冷凝式露点仪为参照。通过标定得到的校准系数以程序形式储存在芯片本身的OTP内存中。通过两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小体积、极低功耗等优点使其成为各类应用中的常用选择之一。传感器提供表面贴片LCC或4针单排引脚封装。SHT1x／7x传感器结构框图如图2－9所示。其应用领域主要有：暖通空调HVAC、汽车、消费电子、家用气象站、湿度调节器、测试及检测设备、数据记录仪、自动控制、家电产品、医疗仪器。

图2－9　SHT1x／7x传感器结构框图

2）SHT1x／7x数字温湿度传感器接口设计

SHT1x／7x传感器的应用电路如图2－10所示。(www.xing528.com)

图2－10　SHTxx传感器典型应用电路

①电源：SHTxx的供电电压为2.4～5.5V。传感器上电后，要等待11ms来完成“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF的滤波电容。

②串行接口（两线双向）：SHTxx应用的串行接口技术在传感器信号读取及电源损耗方面都做了优化处理，但与I2C接口不兼容。

③串行时钟输入（SCK）：SCK用于微处理器与SHTxx之间的通信同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率。

④串行数据（DATA）：DATA三态门用于数据的读取。DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿有效。数据传输期间，在SCK时钟高电平时，DATA必须保持稳定。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10k）将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理器的I／O电路中。

⑤单片机（即图中μC）连接DATA与SCK信号没用特别要求，采用类似于AT89S52单片机的P0～P3任意端口均可。