红外通信技术在温湿度变送器上的运用

38kHz，周期约26μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL 电平的编码信号。三个管脚分别是地、＋5V电源、解调信号输出端。

PIC16F73经过解码得到SHT75的温度和湿度数据后，通过温湿度处理程序进行线性补偿等处理，随后将结果送LED显示，同时也将结果通过PWM以及硬件电路，输出工程上常用的4-20mA或者0-10V。

4．系统各部分功能的实现

系统软件用C语言编写，采用模块化设计方法。分为发射部分程序和接收部分程序。发射部分包括主程序、编码程序、发射程序等；接受部分包括主程序、解码程序、温湿度数据处理程序、LED显示程序、93C46读写程序、定时驱动程序、中断服务程序、PWM输出程序等。

主程序是控制和管理的核心。系统上电后首先进行系统初始化操作，初始化主要完成对芯片内部晶振的设定，所用芯片管脚的定义，双向管脚输入输出方向的设定，对定时器的初始化，PWM模块的初始化，中断的初始化等。对芯片管脚的定义要做到资源的合理调配，比如说每个IO在各个时间段用作什么功能要分配好，中断初始化是因为在主程序运行起来后就要随时等待中断信号，实现系统的各部分功能，中断初始化主要是定义中断的触发方式、中断形式、中断服务程序等。初始化完成后，系统开始正常运转，进行温湿度检测、编码、红外发射、接收、解码、转换、计算等，除此之外还要进行PWM输出等操作。

温湿度数据处理程序主要包括对温度值和湿度值的检测、计算、对结果进行线性补偿等。SHT75的相对湿度数字输出特性曲线如图3所示，由图3可以看出，湿度输出特性呈一定的非线性，因而要采用公式(1)进行修正，其中SORH 为传感器相对湿度测量值，各系数如表1所示。

表1 线性补偿系数

图3 湿度输出特性

湿度值还与当前温度值相关，因此还要对其进行温度补偿，补偿公式如公式(2)所示，各系数如表2所示。

表2 温度补偿系数

除此之外，温湿度处理程序还具有以下功能：一是设定温度湿度测量的分辨率，默认的测量分辨率分别为14bit(温度)、12bit(湿度)，也可分别降至12bit和8bit，通常在高速或超低功耗的应用中采用该功能；二是“电量不足监测功能，该功能可监测到Vdd电压低于2.47V(SHT75正常工作电压范围是2.4V～5.5V)的状态，精度为±0.05V；三是可以通过程序控制芯片上集成的可通断加热元件，接通后可将SHT75的温度提高大约5℃(9H)，功耗增加8mA@5V，此功能主要为了比较加热前后的温度和湿度值，可以综合验证两个传感器元件的性能，在高湿(>95%RH)环境中，加热传感器还可以预防结露，同时缩短响应时间，提高精度。

LED共4位，每位8段，共占用12个IO通道。LED用于实时显示当前温度值或湿度值。4位LED中第一位用于区分温度值和湿度值，如果该位不显示或者是一个负号(-)就代表温度，如果该位显示(H)就代表湿度。后三位显示相应的数值，其中最后一位是小数。

结合93C46存储芯片修改温度和湿度上下限报警值。在测量过程中，如果温度值或者湿度值达到报警值，蜂鸣器就会发出声音。

5．CRC校验

在现代工业中，利用微控制器进行数据通讯的工业控制越来越广泛。由于传输距离、现场状况等诸多可能出现不确定因素的影响，微控制器与传感器之间的通讯数据常会发生难以预测的错误。为了保证数据传输的可靠性，SHT75内部集成了循环冗余校验(CRC-cyclicredundancy check)硬件电路。CRC是一种强有力的错误检测技术，在传送信息时，发送方根据所发送信息的具体内容计算出一个称为CRC的值，并连同信息串一起发送；而接收方则根据接收到的信息串用同样的方法生成一个CRC值，若与收到的CRC值一致，则可以认为信息传送正确。使用CRC虽然不能保证100％检测到错误，但它可以极大地增加发现错误的机会，而且它只需要极少的硬件消耗就能实现，所以CRC被广泛用作校验手段。

SHT75采用的CRC码(又称为多项式码)为，它能检测出下列错误：所有的双错、奇数位错、突发长度小于等于8的突发错、绝大部分突发长度较长的突发错。测量完温度(或湿度)后，根据测量的信息生成一个CRC值，然后一同发送到微控制器中去。微控制器根据接收到的信息按照同样的方法生成一个CRC值，若与接收到的CRC值一致，则可以认为信息传送正确；否则要求传感器重新测量数据然后再按同样的方式发送。

SHT75的CRC值生成算法是根据SHT75的硬件生成电路来模拟的，硬件生成电路结构如图4所示：

图4CRC值硬件生成电路

CRC算法如下:

(1)将CRC寄存器的值初始化为SHT75状态寄存器的值(0000 3 2 1 0 s s s s )，缺省值为00H；

(2)将每一位数据与bit7比较；

(3)如果该数据位与bit