基于rs-总线的湿度检测系统设计

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1、第16章基于RS-485总线的湿度检测系统第16章基于RS-485总线的湿度检测系统本章主要内容包括：1第16章基于RS-485总线的湿度检测系统Ð湿度传感器的介绍ÐRS-485总线通信ÐRS-485与RS-232转换接口Ð系统设计及实现1第16章基于RS-485的湿度检测系统湿度检测系统在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用，利用计算机实现自动检测将大大简化检测过程，并节约大量人力物力资源。本章介绍利用单片机和计算机实现自动检测系统，它涉及到湿度数据的采集和数据的传输，为了能够实现远距离传输，该系统采用RS-485总

2、线通信。16.1概述图16.1系统框图该系统中主要包括如下几个模块：环境湿度数据的提取、数据的传输、总线电平的转换和计算机软件。系统框图如图16.1所示。由于计算机没有RS-485接口，故必须把485电平转换为232电平，所以必须设计两种电平的转换接口。RS-485总线的通信原理和设计在第十二章中做了详细的介绍，因此这里不再赘述，直接给出设计电路和程序，该系统中用到的RS-485芯片为MAX485。湿度检测分机负责检测环境湿度并把湿度志传输给计算机。该模块中的重要部分为湿度传感器的控制，湿度传感器的种类很多，不同的传感器的传输总线和精度有所不同

3、，该系统采用瑞士Sensirion公司生产的具有IIC总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器SHT11。16.2湿度传感器SHT11SHTxx是瑞士Sensirion公司生产的具有IIC总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器。该传感器采用独特的CMOSensTM技术，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。其外观如图16.2所示。23第16章基于RS-485的湿度检测系统图16.2SHTSSxx外观图16.2.1SHT11的特点考虑到使用体积较小的传感器，本系统使用SHT11传感器，SHT11为八引脚（LCC封

4、装）的传感器，该传感器体积小，在PCB图上占面积小，集温度和湿度传感器于一体，同时还具有如下特点：·将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、IIC总线接口全部集成于一芯片(CMOSensTM技术)；·可给出全校准相对湿度及温度值输出；·带有工业标准的IIC总线数字输出接口；·具有露点值计算输出功能；·具有卓越的长期稳定性；·湿度值输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位，并可编程为12位和8位；·小体积(7.65×5.08mm)，可表面贴装；·具有可靠的CRC数据传输校验功能；·片内装载的校准系数可保证100％互换性;·电源电压范围为2.

5、4-5.5Ｖ;·低功耗，测量时电流为550μＡ，平均电流为28μＡ，休眠时电流为3μＡ。16.2.2SHT11的接口SHT11有8个引脚，但它通过4条线与其它元件相连，分别是电源(GND、VCC)和IIC总线(SCK和DATA)，SHT11的结构框图如图16.3所示。从图16.3可以看出，该传感器中含有放大电路和A/D转换电路，所以在应用时只需和处理器用IIC连接，读出数据即可。下面是SHT11的各引脚说明：·电源引脚：SHT11的供电电压为2.4~5.5V。传感器上电后，要等待11ms以越过“休眠”状态，在此期间无需发送任何指令。电源引脚（V

6、DD，GND）之间可增加一个100nF的电容，用以去耦滤波。·串行时钟输入(SCK)：SCK用于微处理器与SHT11之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率。·串行数据(DATA)：DATA三态门用于数据的读取。DATA在SCK23第16章基于RS-485的湿度检测系统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：10kΩ）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/

7、O电路中。注意：SHTx11的串行接口虽然是IIC总线，但在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；但与标准IIC接口不兼容，故一般应用处理器模仿IIC总线。图16.3SHT11结构框图1．发送命令SHT11与处理器通信之前用一组“启动传输”时序，来表示数据传输的初始化。它包括：当SCK时钟高电平时DATA翻转为低电平，紧接着SCK变为低电平，随后是在SCK时钟高电平时DATA翻转为高电平，如图16.4所示。图16.4启动传输时序图启动传输后，后续指令包括地址位和命令位，其中有三个地址位（目前只支持“000”）和五个命令位。这个地方给你

8、改了。不过感觉好像不对。请检查。（荆刚）SHT11会以下述方式表示已正确地接收到指令：在第8个SCK时钟的下降沿之后，将DATA下拉为低电平（ACK位