上式中，
RHlinear 為經(jīng)過線性補償后的濕度值，
SORH 為相對濕度測量值，
C1、
C2、
C3 為線性補償系數(shù)，取值如表 4.1 所示。
表 4.1 濕度值線性補償系數(shù)
Table. 4.1 Humidity coefficient of linear compensation
| SORH | C1 | C2 | C3 |
| 12 位 | -4 | 0.0405 | -2.8 × 10-6 |
| 8 位 | -4 | 0.648 | -7.2 × 10-4 |
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
oC 有所不同，所以對線性補償后的濕度進行溫度補償很有必要
[25]。補償?shù)墓饺缦拢?/div>
RHtrue = (T - 25) ´(t1 + t2 ´ SORH ) + RHlinear
（4.2）
其中，
RHtru e 為經(jīng)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
（
oC），
t1 和
t2 為溫度補償系數(shù)，取值如表 4.2 所列。
表 4.2 濕度值溫度補償系數(shù)
Table. 4.2 Temperature compensation coefficient of humidity
| SORH | t1 | t2 |
| 12 位 | 0.01 | 0.00008 |
| 8 位 | 0.01 | 0.00128 |
濕度值線性補償和溫度補償實現(xiàn)的子程序如下：
void calc_sth15(float ＊p_humidity,float ＊p_tempera-ture)
{
const float c1＝－4.0; const float c2＝0.0405;
const float c3＝－0.0000028; const float t1＝－0.01;
const float t2＝0.00008; float rh＝×p_humidity; float t＝×p_temperature; float rh_lin;
float th_ture; float t_c; t_c＝t×0.01 －40;
rh_lin＝c3×rh×rh ＋c2×rh ＋c1;
trh_ture＝(t_c－25)×(t1 ＋t2×rh) ＋rh_lin;
×p_temperature ＝t－c;
×p_humidity ＝rh_ture;
}
4.2.2 溫度值輸出
由于 SHT11 是采用 PTAY 能隙材料制成的溫度敏感元件，因為具有很好的線性輸出[19]。實際溫度值可由下式算得[17]：T = d1 + d2 ´ SOT
（4.3）
式中：
d1 和
d2 為特定系數(shù)，
d1 的取值與SHT11 的工作電壓有關(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)，其對應關(guān)系分別如表 4.3 和表 4.4 所列。
表 4.3
d1 與工作電壓的對應關(guān)系
Table. 4.3 Correspondence between d1 and Vdd | Vdd/V | d1/oC | d1/ oF |
| 5 | -40.00 | -40.00 |
| 4 | -39.75 | -39.55 |
| 3.5 | -39.66 | -39.39 |
| 3 | -39.60 | -39.28 |
| 2.5 | -39.55 | -39.19 |
| | | 表 4.4 d2 與分辨率的對應關(guān)系
Table. 4.4 Correspondence between d2 ａnd resolution | |
| SOT | d2/oC | d2/oF |
| 14 位 | 0.01 | 0.018 |
| | 12 位 | 0.04 | 0.072 |
4.2.3 露點計算
露點是一個特殊的溫度值，是空氣保持某一濕度必須要達到的溫度。當空氣的溫度低于露點時，空氣容納不了過多的水分，這些水分會變成霧、露水或者霜
[18]。露點可以根據(jù)當前相對濕度值和溫度值計算得出，具體的計算公式如下
[19]：
LogEW = 0.66077 + 7.5T /(237.3 + T ) +[lg( RH ) - 2]
DP = [(0.66077 - LogEW ) ´ 237.3]/(LogEW - 8.16077)
4.2.4 命令與接口時序
（4.4）
（4.5）SHT11 傳感器共有 5 條用戶命令，具體命令格式如表 4.5 所示。以下部分具體闡述命令順序以及命令時序。
表 4.5 SHT11 傳感器命令列表
Table. 4.5 Commａnd list of the SHT11 sensor | 命令 | 編碼 | 說明 |
| 測量溫度 | 00011 | 溫度測量 |
| 測量濕度 | 00101 | 濕度測量 |
| 讀寄存器狀態(tài) | 00111 | 讀狀態(tài)寄存器 |
| 寫寄存器狀態(tài) | 00110 | 寫狀態(tài)寄存器 |
| 軟啟動 | 11110 | 重啟芯片，清楚狀態(tài)寄存器的錯誤記錄 11 ms 后進入下一個命令 |
①傳輸開始[24,25]
用一組“啟動傳輸”時序，來表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?。它包括：?nbsp;SCK 時鐘高電平時，DATA 翻轉(zhuǎn)為低電平，緊接著 SCK 變?yōu)榈碗娖?，隨后是在 SCK 時鐘高電平時 DATA 翻轉(zhuǎn)為高電平。
圖 4.3 啟動傳輸時序
Fig. 4.3 Transmission start sequence
接下來的命令順序包含 3 個地址位和 5 個命令位，當 DATA 腳的 ack 位處于低電平時，表示 SHT11 正確收到命令。
②通訊復位時序
圖 4.4 通訊復位時序
Fig. 4.4 Connection reset sequence
如果與 SHT11 通訊中斷，下列信號時序可以復位串口：當 DATA 保持高電平時，觸發(fā) SCK 時鐘 9 次或者更多，在下一個指令前，發(fā)送一個“傳輸啟動”
（transmission start）時序。這些時序只復位串口，狀態(tài)寄存器的內(nèi)容仍然保存。
③測量時序[19,20,24]
發(fā)布一組測量命令后（“”表示相對濕度 RH，“”表示溫度 T） 后，控制器要等待測量結(jié)束。這個過程需要大約 20/80 ms，分別對應 8/12 位測量。準確的時間還取決于內(nèi)部晶振速度，的變化范圍為±15% 。SHT11 通過下拉DATA 至低電平并進入空閑模式，表示測量的結(jié)束?？刂破髟谠俅斡|發(fā) SCK 時鐘前，必須等待這個“數(shù)據(jù)準備完成”（data ready）信號來讀出數(shù)據(jù)。檢測數(shù)據(jù)可以先被存儲，這樣控制器可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務，在需要的時候再讀出數(shù)據(jù)。
接著傳輸 2 個字節(jié)的測量數(shù)據(jù)和 1 個字節(jié)的 CRC 奇偶校驗。微控制器需要通過下拉 DATA 為低電平，以確認每個字節(jié)。所以的數(shù)據(jù)從 MSB 開始，右值有效（例如：對于 12 位數(shù)據(jù)，從第 5 個 SCK 時鐘起算作 MSB；而對于 8 位數(shù)據(jù)，首字節(jié)則無意義）。
用 CRC 數(shù)據(jù)的確認位，表明通訊結(jié)束。如果不使用 CRC-8 校驗，控制器可以
在測量 LSB 值后，通過保持確認位 ack 高電平來終止通訊。在測量和通訊結(jié)束后，
SHT11 自動轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。
為使 SHT11 的溫升低于 0.1
oC，此時的工作頻率不能大于標定值的 15%。12 位精度值時每秒最多進行 3 次測量。測量溫度和濕度命令所對應的時序如圖 4.5 所示。
圖 4.5 測量時序（TS 表示啟動傳輸）
Fig. 4.5 Overview of the measurement sequence (TS = Transmission Start)
4.2.5 寄存器配置
SHT11 傳感器中的一些功能是通過狀態(tài)寄存器來實現(xiàn)的。寄存器各位的類型及說明見表 4.6 所列。以下內(nèi)容對寄存器相關(guān)位的功能作一下說明：
表 4.6 SHT11 狀態(tài)寄存器類型及說明
Table. 4.6 Type ａnd description of the status register of SHT11 | 位 | 類型 | 說明 | | 默認值 |
| 7 | | 保留 | 0 | |
| 6 | 讀 | 工作極限（低電壓檢測） | X | |
| 5 | | 保留 | 0 | |
| 4 | | 保留 | 0 | |
| 3 | | 僅供測試，不使用 | 0 | |
| 2 | 讀/寫 | 加熱 | 0 | 關(guān) |
| 1 | 讀/寫 | 不從 OTP 加載 | 0 | 加載 |
| 0 | 讀/寫 | ‘1’ = 8 位相對濕度，12 位溫度分辨率；‘0’
= 12 位相對濕度，14 位溫度分辨率 | 0 | 12 位相對濕度，
14 位溫度 |
①加熱。芯片中的加熱元件導通后，SHT11 傳感器溫度大約升高 5
oC，對應的功耗會增加約 40 mW。加熱應用于以下兩種情況：將啟動加熱器前后的溫、濕度進行比較，能正確地區(qū)別傳感器的功能；在高濕度環(huán)境下，傳感器可避免結(jié)露。
②低電壓檢測。SHT11 工作時可以自行檢測 VDD 電壓是否低于 2.45 V，準確度為
±0.1 V。
③加載校準系數(shù)。為了節(jié)省能量并提高速度，TOP 在每次測量前都要重新加載校準系數(shù)，從而使每一次測量節(jié)省 8.2 ms 的時間。
④測量分辨率設定。把測量分辨率從 12 位（相對濕度）和 14 位（溫度）分別降
為 8 位和 12 位，可應用于高速場合或低功耗場合。
4.2.6 溫濕度的測量子程序
圖 4.6 所示為溫濕度測量程序流程圖。在該部分中，使用 Timer0 作為計數(shù)器， 技術(shù)周期為 50 ms，溫濕度測量采樣周期取 1 s。中斷服務程序包括寫測量命令、讀測量數(shù)據(jù)、溫濕度值計算以及顯示數(shù)據(jù)等子程序。
設置入口參數(shù)，測量溫度為 03H，測量濕度為 05H。延時等待測量結(jié)束，完成溫濕度的測量后，調(diào)用讀時序取得測量結(jié)果，通過溫濕度的計算，存儲實際溫度值和相對濕度值。存儲溫濕度值時，溫度值和相對濕度值分別存儲在 2 個固定
單元，兩者各占 1 個單元
[18]。
圖 4.6 溫濕度測量程序框圖
Fig. 4.6 Flowchart of temperature and humidity measurement
SHT11 可以由 DATA 數(shù)據(jù)總線，直接輸出測得的相對濕度值數(shù)字量，需要進行線性補償和溫度補償。相對濕度的數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補償這種產(chǎn)生的非線性，可以按照以下公式來修正濕度值[24]：
