三合一(溫濕光)傳感器設計

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

4．1 硬件設計
硬件連接如圖6所示。

4．2 軟件設計
由于SHT11和MAX9635的二線串行通信協議和I2C協議不兼容。必須使用GTIO口模擬出如圖4和圖5所示的數據格式。

基于以上宏定義，可以方便地使SCK和SDA總線輸出持續一定時間的高電平或低電平，從而實現傳感器的讀寫。

4．3 溫度、濕度光照值的計算

4．3．1 濕度線性補償和溫度補償
SHT11可通過SDA數據總線直接輸出數字量濕度值為“相對濕度”，需要進行線性補償和溫度補償后才能得到較為準確的濕度值。可按式(1)修正濕度值。

式中，RHlinear為經過線性補償后的濕度值，SORH為相對濕度測量值，C1，C2和C3為線性補償系數，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。補償公式如式(2)所示。

式中，RHtrue為經過線性補償和溫度補償后的濕度值；T為測試濕度值時的溫度；t1和t2為溫度補償系數，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。d1的取值與SHT11工作電壓有關，d2的取值則與SHT11內部A／D轉換器采用的分辨率有關，其對應關系分別如表5和表6所示。

5 結束語

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