sht11.h

温湿度传感器驱动函数

/*******************************************************************
*【文 件 名】：SHT11.h                                             *
*【建立日期】：2008年7月5日                                        *
*【修改日期】：2008年7月5日                                        *
*【文件作用】：温湿度传感器SHT11的驱动程序，提供了外界调用接口函数 *
*【说    明】：          *
*------------------------------------------------------------------*
*【作    者】：郭鑫(ben)                                           *
*【版    权】：国家创新性实验项目，编号GCS07001                    *
*******************************************************************/

#ifndef _SHT11_08_07_5_
#define _SHT11 _08_07_5_


/***************************头文件部分*****************************/
#include <reg52.h>

#define ACK 1
#define noACK 0
#define measure_temp 0x03 //测量温度命令
#define measure_humi 0x05 //测量湿度命令
#define RESET        0x1e //软启动

#define     uchar    unsigned   char
#define     uint     unsigned   int
#define     ulong    unsigned   long

//-------------------------管脚定义--------------------------------
sbit   DATA=P1^0;
sbit   SCK=P1^1;


//------------------------数据结构体定义---------------------------
typedef union                      //保存所测得的温度＆湿度值
{ uint  i;
  float f;
} value;

typedef struct __WENSHIDU__
{
	uchar gewei;
	uchar shiwei;
	uchar DateString1[5];
    uchar DateString2[6];
}WENSHIDU;

/***************************函数声明*******************************/
char write_byte(unsigned char value); 	  // write a byte and checks the ack signal
char read_byte(unsigned char ack);		//read a byte and checks the ack signal
void transstart(void);
void connectionreset(void);
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);
void calc_sth11(float *p_humidity ,float *p_temperature);
void DateToStr(WENSHIDU *Time,float datax,float datax1);
void call_sht11(void);                    
void sht11_window(void);                      //温湿度界面显示

//--------- write a byte and checks the ack signal----------------- 
char write_byte(uchar value)
{ 
  uchar i,error=0;  
  for (i=0x80;i>0;i/=2)             /*连续向右移动8位*/
  { 
    if (i & value) DATA=1;          /*把相应的位送数据线*/
    else DATA=0;                        
    SCK=1;                          /*时序脉冲，应严格按着此标准*/
    _nop_();
    _nop_();
    _nop_();                        /*大约0.5us*/	
    SCK=0;
  }
  DATA=1;                           /*释放数据线*/
  SCK=1;                            /*第9位作为响应位*/
  error=DATA;                       /*检测响应情况，如果有响应数据线就会被SHT10拉低*/
  SCK=0;        
  return error;                     /*返回1表示没响应*/
}

//--------- read a byte and checks the ack signal----------------- 
char read_byte(uchar ack)
{ 
  uchar i,val=0;
  DATA=1;                           /*释放数据线*/
  for (i=0x80;i>0;i/=2)             /*连续向右移动8位*/
  { 
    SCK=1;                          /*clk for SENSI-BUS*/
    if (DATA) val=(val | i);        /*read bit */ 
    SCK=0;  					 
  }
  DATA=!ack;                        /*当ack＝1时拉低数据线*/
  SCK=1;                            /*clk #9 for ack*/
  _nop_();_nop_();_nop_();          /*pulswith approx. 5 us */
  SCK=0;						    
  DATA=1;                           /*释放数据线*/
  return val;
}


/*******************************************************************
*【函 数 名】：transstart                                          *
*【修改日期】：2008年7月5日                                        *
*【函数作用】：传输控制,发出传输开始命令                           *
*------------------------------------------------------------------*
*【备    注】：                                                    *
*******************************************************************/
void transstart(void)
{
    DATA=1; 
    SCK=0;                   //初始状态
    _nop_();
    SCK=1;
    _nop_();
    DATA=0;
    _nop_();
    SCK=0;
    _nop_();_nop_();_nop_();
    SCK=1;
    _nop_();
    DATA=1;
	_nop_();
    SCK=0;
}



/*******************************************************************
*【函 数 名】：connectionreset                                     *
*【修改日期】：2008年7月5日                                        *
*【函数作用】：复位：当DATA线处于高低平时，触发SCK9次以上（含9次)  *
*              此后应接发一个"传输开始"命令                        *
*------------------------------------------------------------------*
*【备    注】：                                                    *
*******************************************************************/
void connectionreset(void)
{  
  unsigned char i; 
  DATA=1; SCK=0;                    //Initial state
  for(i=0;i<9;i++)                  //9 SCK cycles
  { 
    SCK=1;
    SCK=0;
  }
  transstart();                   //transmission start
}


//-------makes a measurement (humidity/temperature) with checksum----- 
char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)
{ 
  unsigned error=0;
  uint i;

  transstart();                   //transmission start
  switch(mode){                     //send command to sensor*/
    case 0	: error+=write_byte(measure_temp); break;
    case 1	: error+=write_byte(measure_humi); break;
    default     : break;	 
  }
  for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //wait until sensor has finished the measurement
  if(DATA) error+=1;                       //or timeout (~2 sec.) is reached 
  *(p_value)  =read_byte(ACK);           //read the first byte (MSB)
  *(p_value+1)=read_byte(ACK);           //read the second byte (LSB)
  *p_checksum =read_byte(noACK);         //read checksum
  return error;
}

//---------------温湿度值标度变换及温度补偿-------
void calc_sth11(float *p_humidity ,float *p_temperature)      
{ 
  const float C1=-4.0;              //for 12 Bit 
  const float C2=+0.0405;           //for 12 Bit 
  const float C3=-0.0000028;        //for 12 Bit 
  const float T1=+0.01;             //for 14 Bit @ 5V 
  const float T2=+0.00008;           //for 14 Bit @ 5V 	

  float rh=*p_humidity;             //rh:      Humidity [Ticks] 12 Bit
  float t=*p_temperature;           //*t:       Temperature [Ticks] 14 Bit
  float rh_lin;                     //rh_lin:  Humidity linear
  float rh_true;                    //rh_true: Temperature compensated humidity 
  float t_C;                        //t_C   :  Temperature [癈] 

  t_C=t*0.01 - 40;                     //calc. temperature from ticks to [癈]
  rh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1;        //calc. humidity from ticks to [%RH]
  rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin;  //calc. temperature compensated humidity [%RH]
  if(rh_true>100)rh_true=100;          //cut if the value is outside of
  if(rh_true<0.1)rh_true=0.1;          //the physical possible range

  *p_temperature=t_C;                  //return temperature [癈]
  *p_humidity=rh_true;                 //return humidity[%RH]
}


/*******************************************************************
*【函 数 名】：DateToStr                                           *
*【修改日期】：2008年7月5日                                        *
*【函数作用】：数值转换，供显示使用                                *
*------------------------------------------------------------------*
*【备    注】：                                                    *
*******************************************************************/
void DateToStr(WENSHIDU *Time,float datax,float datax1)
{
	uint i;
    i=(int)datax;
	Time->shiwei=i/10;
	Time->gewei =i%10;
    Time->DateString1[0] = Time->shiwei + '0';
	Time->DateString1[1] = Time->gewei + '0';
	i=(int)((datax-i)*10); 
	Time->DateString1[2] ='.';
	Time->DateString1[3] = i + '0';
	Time->DateString1[4] = '\0';

    i=(int)datax1;
	Time->shiwei=i/10;
	Time->gewei =i%10;
    Time->DateString2[0] = Time->shiwei + '0';
	Time->DateString2[1] = Time->gewei + '0';
	i=(int)((datax1-i)*10); 
	Time->DateString2[2] ='.';
	Time->DateString2[3] = i + '0';
	Time->DateString2[4] = '%';
	Time->DateString2[5] = '\0';
}


/*******************************************************************
*【函 数 名】：call_sht11                                          *
*【修改日期】：2008年7月5日                                        *
*【函数作用】：sht11驱动调用，调用即可完成一次测量                 *
*------------------------------------------------------------------*
*【备    注】：                                                    *
*******************************************************************/
void call_sht11(void)
{
   WENSHIDU S;
   value humi_val,temp_val;
   unsigned char error,checksum;
   unsigned int i;

      error=0;
      error+=s_measure((unsigned char*) &humi_val.i,&checksum,1);   /*measure humidity*/
      error+=s_measure((unsigned char*) &temp_val.i,&checksum,0);   /*measure temperature*/
      if(error!=0) 
	     connectionreset();                                /*in case of an error:connection reset*/
      else
      { 
         humi_val.f=(float)humi_val.i;                     /*converts integer to float*/
         temp_val.f=(float)temp_val.i;                     /*converts integer to float*/
         calc_sth11(&humi_val.f,&temp_val.f);              /*calculate humidity,temperature*/
         DateToStr(&S,temp_val.f,humi_val.f);		                  
         lcd_setposition(2,5);
         lcd_str_w(S.DateString1);         
         lcd_setposition(3,5);
         lcd_str_w(S.DateString2);
     }
     //----------wait approx. 0.8s to avoid heating up SHT10------------------------------ */      
     for (i=0;i<10000;i++);     //(be sure that the compiler doesn't eliminate this line!)
     //----------------------------------------------------------------------------------- */                    
}

//--------------------温湿度界面显示------------------------
void sht11_window(void)
{
	lcd_cmd_w(0x01);
	lcd_setposition(1,1);
	lcd_str_w("温湿测量系统");
    lcd_setposition(2,0);
    lcd_str_w("当前温度：");
    lcd_setposition(3,0);
    lcd_str_w("当前湿度：");

}


#endif