HDC2010YPAR [TI]
2% RH 超小型、低功耗数字相对湿度传感器 | YPA | 6 | -40 to 125;
| 型号： | HDC2010YPAR |
| 厂家： | 
TEXAS INSTRUMENTS |
| 描述： | 2% RH 超小型、低功耗数字相对湿度传感器 | YPA | 6 | -40 to 125 传感器 |
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HDC2010
ZHCSGL3D –JULY 2017 –REVISED FEBRUARY 2021
HDC2010 低功耗湿度和温度数字传感器
1 特性
3 说明
• 相对湿度范围：0% 至100%
• 湿度精度：±2%
• 休眠电流：50nA
HDC2010 是一款采用超紧凑 WLCSP（晶圆级芯片级
封装）的集成式湿度和温度传感器，能够以超低功耗提
供高精度测量。HDC2010 的传感元件位于器件底部，
有助于HDC2010 抵抗粉尘、灰尘以及其他环境污染物
的影响，从而更加稳定可靠。这款电容式传感器包括新
的集成数字特性和用于消散冷凝和湿气的加热元件。
HDC2010 数字特性包括可编程中断阈值，因此能够提
供警报/系统唤醒，而无需微控制器持续对系统进行监
控。同时，HDC2010 具有可编程采样间隔、低固有功
耗，并且支持 1.8V 电源电压，使其非常适合电池供电
系统。
• 平均电源电流（每秒测量1 次）
– 仅RH（11 位）：300nA
– RH（11 位）+ 温度（11 位）：550nA
• 温度范围：
– 工作：–40°C 至85°C
– 可使用：–40°C 至125°C
• 温度精度：典型值±0.2°C
• 电源电压：1.62V 至3.6V
• 可编程采样率（5Hz、2Hz、1Hz、0.2Hz、0.1Hz、
1/60Hz、1/120Hz）或按需触发
• I2C 接口
HDC2010 为各种环境监测应用和物联网（IoT）（如
智能恒温器、智能家居助理和可穿戴设备）提供高精度
测量功能。HDC2010 还可用于为冷链运输和易腐货物
的储存提供关键温度和湿度数据，以帮助确保食品和药
物等产品新鲜送达。
2 应用
• 智能恒温器
• 智能家居助理
• 冰箱
HDC2010 经过工厂校准，温度精度为 0.2°C，相对湿
度精度为 2%，并配备了加热元件，可消除冷凝和湿
气，从而增加可靠性。HDC2010 支持的工作温度范围
为-40°C 至125°C，相对湿度范围为0% 至100%。
• 冷藏运输
• 洗衣机/烘干机
• HVAC 系统
• 气体检测
• 通信设备
• 环境标签
器件信息(1)
封装尺寸（标称值）
器件型号
HDC2010
封装
1.5 mm × 1.5 mm ×
0.675 mm
DSBGA（6 凸点）
• 烟雾和热量探测器
• 喷墨打印机
• 监控摄像头
• CPAP 呼吸机
• 可穿戴设备
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附
录。
10
Typical
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
典型应用
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
RH (%RH)
RH 精度
本文档旨在为方便起见，提供有关TI 产品中文版本的信息，以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息，请访问
www.ti.com，其内容始终优先。TI 不保证翻译的准确性和有效性。在实际设计之前，请务必参考最新版本的英文版本。
English Data Sheet: SNAS693
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内容
1 特性................................................................................... 1
2 应用................................................................................... 1
3 说明................................................................................... 1
4 修订历史记录.....................................................................2
5 引脚配置和功能................................................................. 3
6 规格................................................................................... 4
6.1 绝对最大额定值...........................................................4
6.2 ESD 额定值.................................................................4
6.3 建议运行条件.............................................................. 4
6.4 热信息......................................................................... 4
6.5 电气特性......................................................................4
6.6 I2C 接口时序要求........................................................ 6
6.7 I2C 接口电气特征........................................................6
6.8 典型特性......................................................................7
7 详细说明............................................................................ 8
7.1 概述.............................................................................8
7.2 功能方框图..................................................................8
7.3 特性说明......................................................................8
7.4 器件功能模式............................................................ 15
7.5 编程...........................................................................15
7.6 寄存器映射................................................................17
8 应用和实现......................................................................28
8.1 应用信息....................................................................28
8.2 典型应用....................................................................28
9 电源建议.......................................................................... 30
10 布局............................................................................... 30
10.1 布局指南..................................................................30
10.2 布局示例..................................................................30
11 器件和文档支持..............................................................32
11.1 文档支持..................................................................32
11.2 接收文档更新通知................................................... 32
11.3 支持资源..................................................................32
11.4 商标.........................................................................32
11.5 静电放电警告...........................................................32
11.6 术语表..................................................................... 32
12 机械、封装和可订购信息...............................................33
4 修订历史记录
Changes from Revision C (May 2019) to Revision D (February 2021)
Page
• 删除了GND 引脚绝对最大额定值.......................................................................................................................4
• 添加了DRDY/INT 引脚绝对最大额定值..............................................................................................................4
• 将多个表脚注中的信息添加了到“建议运行条件”表.........................................................................................4
• 更改了5℃< TA < 60℃的温度精度最大值........................................................................................................4
• 增加了更窄的温度范围以实现更严格的温度精度最大值.................................................................................... 4
• 添加了TEMPPSRR 参数...................................................................................................................................... 4
• 向加热器部分添加了内容................................................................................................................................... 8
• 更改了储存和处理部分中的参考材料............................................................................................................... 30
• 从布局示例部分删除了DAP（裸片连接焊盘）信息........................................................................................ 30
Changes from Revision B (August 2018) to Revision C (May 2019)
Page
• 更改了INT_MODE 设置为1 时TH_STATUS 位的行为描述............................................................................ 11
• 更改了INT_MODE 设置为0 时TH_STATUS 位的行为描述............................................................................ 11
• 更改了INT_MODE 设置为1 时TL_STATUS 位的行为描述.............................................................................12
• 更改了INT_MODE 设置为0 时TL_STATUS 位的行为描述.............................................................................12
• 更改了INT_MODE 设置为1 时HH_STATUS 位的行为描述............................................................................13
• 更改了INT_MODE 设置为0 时HH_STATUS 位的行为描述............................................................................13
• 更改了INT_MODE 设置为1 时HL_STATUS 位的行为描述............................................................................ 14
• 更改了INT_MODE 设置为0 时HL_STATUS 位的行为描述............................................................................ 14
• 将湿度阈值低值的单位从°C 更改为%RH..........................................................................................................24
• 将温度分辨率解码从8 位更改为9 位................................................................................................................26
• 将湿度分辨率解码从8 位更改为9 位................................................................................................................26
• 将测量配置“10”位编码从仅湿度更改为NA（对于字段MEAS_CONFIG[1:0]）...........................................26
Changes from Revision A (March 2018) to Revision B (August 2018)
Page
• 更改了HDC2010 详细说明部分、应用和实施部分、电源建议部分和布局部分，以便与HDC2010 数据表保
持一致.................................................................................................................................................................8
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Changes from Revision * (July 2017) to Revision A (March 2018)
Page
• 将特性列表项从自动采样率更改为可编程的采样率............................................................................................1
• 将特性列表项从按需更改为按需触发................................................................................................................. 1
• 将Humidity Low 中的HL_MASK 更改为HL_ENABLE....................................................................................14
5 引脚配置和功能
图5-1. WLCSP (DSBGA) 6 引脚YPA 俯视图
表5-1. 引脚功能
引脚
I/O 类型(1)
说明
名称
编号
VDD
A1
P
I
正电源电压
地址选择引脚–硬接线到VDD 或GND。
GND：从器件地址：1000000
ADDR
B1
VDD：从器件地址：1000001
GND
C1
A2
B2
C2
G
I/O
I
接地
I2C 的串行数据线，开漏；需要一个连接到VDD 的上拉电阻器
I2C 的串行时钟线，开漏；需要一个连接到VDD 的上拉电阻器
数据就绪/中断。推挽式输出
SDA
SCL
DRDY/INT
O
(1) P=电源，G=接地，I=输入，O=输出
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6 规格
6.1 绝对最大额定值
最小值
最大值
单位
VDD
-0.3
3.9
V
对VDD 引脚施加了电压
对ADDR 引脚施加了电压
对SCL 引脚施加了电压
对SDA 引脚施加了电压
对DRDY/INT 引脚施加了电压
贮存温度
ADDR
SCL
-0.3
-0.3
-0.3
-0.3
-65
3.9
3.9
V
V
SDA
3.9
V
DRDY/INT
Tstg
VDD+ 0.3
150
V
°C
6.2 ESD 额定值
值
单位
人体放电模式（HBM），符合ANSI/ESDA/
JEDEC JS-001，所有引脚(1)
±2000
V(ESD）
V
静电放电
充电器件模式（CDM），符合JEDEC 规范
JESD22-C101，所有引脚(2)
±250
(1) JEDEC 文件JEP155 指出：500V HBM 可实现在标准ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文件JEP157 指出：250V CDM 可实现在标准ESD 控制流程下安全生产。
6.3 建议运行条件
在工作范围内（除非另有说明）
最小值
标称值
最大值
单位
VDD
1.62
3.6
125
70
V
电压电源
TTEMP
TRH
-40
–20
–40
20
°C
温度传感器- 自然通风工作温度范围
相对湿度传感器- 自然通风工作温度范围
集成式加热器- 自然通风工作温度范围
相对湿度传感器（非冷凝）(1)
℃
°C
THEATER
RHOR
85
80
%RH
(1) 推荐的湿度工作范围为20% 至80% RH（非冷凝），温度范围为0°C 至60°C。在超出这些范围的情况下长时间运行可能会使传感器读
数发生变化，恢复时间很慢。
6.4 热信息
HDC2010
热指标(1)
DSBGA (YPA)
6 引脚
114.8
0.8
单位
RθJA
RθJC(top)
RθJB
ΨJT
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
结至环境热阻
结至外壳（顶部）热阻
结至电路板热阻
35.2
0.6
结至顶部特征参数
结至电路板特征参数
35.4
ΨJB
(1) 有关传统和新热指标的更多信息，请参阅半导体和IC 封装热指标应用报告。
6.5 电气特性
在TA = 30°C，VDD = 1.8V，20% ≤RH ≤80% 时（除非另有说明）
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
电气规格
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在TA = 30°C，VDD = 1.8V，20% ≤RH ≤80% 时（除非另有说明）
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
VDD
1.62
3.6
V
电源电压
工作范围
RH 测量(1)
温度测量(1)
睡眠模式
650
550
0.05
0.3
890
730
0.1
每1 秒测量1 次时的平均值，仅RH 或温度(1) (2)
每1 秒测量1 次时的平均值，RH（11 位）+ 温度（11
位）(1) (2)
0.55
0.3
IDD
μA
电源电流
每2 秒测量1 次时的平均值，RH（11 位）+ 温度（11
位）(1) (2)
每10 秒测量1 次时的平均值，RH（11 位）+ 温度
（11 位）(1) (2)
0.105
80
90
启动（平均启动时间）
加热器(3)
IDDHEAT
VDD = 3.3 V
mA
相对湿度传感器
20% ≤RH% ≤80%（非冷凝），0°C ≤TA ≤
60°C
精度(4) (5)
RHACC
±2
±3 %RH
可重复性(6)
迟滞(7)
14 位分辨率
RHREP
RHHYS
RHRT
±0.1
±1
%RH
%RH
s
响应时间(8)
t
63% 阶跃(9)
8
275
400
660
±0.25
9 位精度
11 位精度
14 位精度
转换时间(6)
长期漂移(10)
RHCT
µs
RHLTD
%RH/年
温度传感器
5°C < TA < 60°C
15°C < TA < 45°C
14 位分辨率
±0.2
±0.2
±0.1
225
350
610
0.05
±0.7
±0.4
°C
°C
°C
精度(6)
TEMPACC
TEMPREP
可重复性(6)
9 位精度
转换时间(6)
11 位精度
TEMPCT
µs
14 位精度
TEMPPSRR
°C/V
1.8V 至3.3V 的VDD
电源对精度的敏感度
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在TA = 30°C，VDD = 1.8V，20% ≤RH ≤80% 时（除非另有说明）
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
湿度和温度
按需
5
2
1
ODR
输出数据速率
可选择输出数据速率
0.2
0.1
1/60
1/120
Hz
(1) I2C 读取/写入通信和通过SCL 的上拉电阻电流，不包括SDA。
(2) 转换过程中的平均电流消耗。
(3) 加热器工作范围：-40°C 至85°C。
(4) 不包括迟滞和长期漂移。
(5) 排除灰尘、气相溶剂和其他污染物的影响，例如包装材料、粘合剂或胶带等产生的蒸汽。
(6) 此参数根据设计和/或特征指定，而未经生产测试。
(7) 迟滞值是RH 测量值在特定RH 点的上升和下降RH 环境中的差异。
(8) 实际响应时间会因系统热质量和气流而异。
(9) 在环境湿度发生阶跃变化后，相对湿度输出变化占总相对湿度变化63% 的时间。
(10) 在典型条件（30°C 和20% 至50% RH）下因老化效应而产生的漂移。该值可能会受到灰尘、蒸发的溶剂、除气胶带、粘合剂、包装材
料等的影响。
6.6 I2C 接口时序要求
在TA = 30°C，VDD = 1.8V 时（除非另有说明）
最小值
10
标称值
最大值
单位
kHz
µs
fSCL
400
时钟频率
tLOW
tHIGH
tSP
1.3
时钟低电平时间
0.6
µs
时钟高电平时间
由输入滤波器抑制的尖峰脉冲宽度(1)
50
15
ns
tSTART
10
ms
关断入口延迟
(1) 此参数根据设计和/或特征指定，而未经生产测试。
6.7 I2C 接口电气特征
在TA = 30°C，VDD = 3.3V 时（除非另有说明）
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
V
VIH
0.7 x VDD
输入高电压
VIL
0.3 x VDD
0.4
V
输入低电压
VOL
HYS
CIN
V
V
灌电流：3mA
输出低电压
0.1 x VDD
迟滞
0.5
pF
所有数字引脚上的输入电容
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6.8 典型特性
除非另有说明。TA = 30°C，VDD = 1.8V。
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
10
Typical
Typical
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-40
-25
-10
5
20
35
50
65
80
95
110
125
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Temp (°C)
RH (%RH)
图6-2. 温度精度与温度的关系
图6-1. RH 精度与RH
800
750
700
650
600
550
500
450
400
800
750
700
650
600
550
500
450
400
T = -40°C
VDD = 1.62V
VDD = 1.8V
VDD = 2.5V
VDD = 3V
T = -20°C
T = 0°C
T = 25°C
T = 85°C
T = 125°C
VDD = 3.3V
VDD = 3.6V
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
3.2
3.4
3.6
-40
-15
10
35
60
85
110
125
VDD (V)
Temp (°C)
图6-3. 电源电流与电源电压的关系，1 次测量/秒的平
均值，RH（11 位）+ 温度（11 位）
400
图6-4. 电源电流与温度的关系，1 次测量/秒的平均
值，RH（11 位）+ 温度（11 位）
400
T = -40°C
T = -20°C
VDD = 1.62V
VDD = 1.8V
350
300
250
200
150
100
50
350
300
250
200
150
100
50
T = 0°C
VDD = 2.5V
VDD = 3V
T = 25°C
T = 50°C
T = 85°C
T = 125°C
VDD = 3.3V
VDD = 3.6V
0
0
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
3.2
3.4
3.6
-40
-15
10
35
60
85
110
125
VDD (V)
Temp (°C)
图6-5. 电源电流与电源电压的关系，睡眠模式
图6-6. 电源电流与温度的关系，睡眠模式
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7 详细说明
7.1 概述
HDC2010 是一款高度集成的数字湿度和温度传感器，包含湿度传感和温度传感元件、模数转换器、校准存储器和
I2C 接口（都包含在 1.5mm x 1.5mm DSBGA 封装中）。HDC2010 以极低的功耗提供出色的测量精度，并具有
可编程的湿度和温度分辨率：
• 温度分辨率[9, 11, 14]
• 湿度分辨率[9, 11, 14]
测量期间的转换时间取决于配置的湿度和温度分辨率，可以对其进行配置以实现最佳功耗。
HDC2010 器件采用先进的聚合物电介质来提供电容感应测量。与包含此类技术的大多数相对湿度传感器一样，用
户必须满足某些应用要求才能确保传感元件的最佳器件性能。用户必须：
• 在电路板组装过程中遵循正确的储存和处理程序。要了解这些指南，请参阅湿度传感器：储存和处理指南
（SNIA025）。
• 在电路板组装和操作期间保护传感器免受污染。
• 减少长时间暴露于可能影响传感器精度的高温和极端湿度。
• 遵循正确的布局指南以获得最佳性能。要了解这些指南，请参阅湿度传感器的布局和布线优化（SNAA297）。
7.2 功能方框图
VDD
HDC2010
SCL
RH
Sensor
SDA
Registers
+
Logic
ADC
I2C
DRDY/INT
ADDR
GND
Temperature
Sensor
Calibration
7.3 特性说明
7.3.1 睡眠模式功耗
HDC2010 的一个关键特性是器件的低功耗，这使其适合电池供电或能量收集应用。在这些应用中，HDC2010 大
部分时间都处于睡眠模式，典型电流消耗为50nA。这将最大限度地减少平均功耗和自热。
7.3.2 测量模式：按需触发与自动测量
HDC2010 提供两种测量模式：按需触发与自动测量模式。
按需触发是指通过 I2C 命令根据需要启动每个测量读数。转换测量后，器件将保持睡眠模式，直到接收到另一个
I2C 命令。
自动测量模式是指对 HDC2010 进行编程以定期执行测量读数，从而无需通过 I2C 命令启动测量请求并降低功
耗。用户可以调整软复位和中断配置寄存器以选择7 个不同的采样率之一（范围从每 2 分钟 1 个样本到每秒 5 个
样本）。在自动测量模式下，HDC2010 会根据选定的采样率从睡眠模式唤醒并切换至测量模式。
7.3.3 加热器
HDC2010 包括一个集成的加热元件，可以短暂开启以防止或消除可能在高湿度环境中形成的任何冷凝。此外，加
热器可用于验证集成式温度传感器的功能。
如果应用的露点被连续计算和跟踪，并且应用固件被编写成可以检测到潜在的冷凝情况（或一段时间），作为预
防措施，可以运行软件子程序来激活机载加热器尝试去除冷凝水。加热器启动后，器件应继续测量和跟踪 %RH
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水平。一旦 %RH 读数达到（或接近）零 %，随后可以关闭加热器，让器件冷却下来。器件冷却可能需要几分钟
时间，并且应继续执行温度测量以确保器件恢复正常运行状态，然后重新启动器件以正常工作。
请注意，一旦加热器启动，器件的工作温度应限制在 100°C 以下。该加热器在 3.3V 运行时的典型电流消耗为
90mA，在1.8V 运行时的典型电流消耗为55mA。
务必要认识到集成加热器会蒸发在湿度传感器顶部形成的冷凝水，但不会去除任何溶解的污染物。任何污染物残
留（如果存在）都可能影响湿度传感器的准确性。
7.3.4 中断说明
备注
启用多个位后，DRDY/INT 引脚一次只能反映一个中断位的状态。DRDY/INT 引脚不能用作已启用中断
位的逻辑“或”。
最高优先级赋予 TH_ENABLE 位，然后是 TL_ENABLE、HH_ENABLE 和 HL_ENABLE 位（按降序排
列）。因此，下面提供了编程建议：
• 如果启用，DRDY/INT 将跟踪HL_ENABLE 并且所有其他ENABLE 位都被禁用。
• 如果启用，DRDY/INT 将跟踪HH_ENABLE，并且禁用TH_ENABLE 和TL_ENABLE。
• 如果启用，DRDY/INT 将跟踪TL_ENABLE 并且禁用TH_ENABLE。
• 如果启用，DRDY/INT 将跟踪TH_ENABLE，并且独立于其他ENABLE 位设置。
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7.3.4.1 DRDY
当 DRDY_ENABLE 启用并且湿度和/或温度转换完成时，DRDY_STATUS 位设置为 1。要启用 HDC2010 的
DRDY/INT 引脚，DRDY/INT_EN 位（0x0E bit[2]）必须设置为 1，并且 INT_MOD 位应设置为 0。如果未配置这
些位，则引脚将处于高阻抗状态。该寄存器的 INT_POL 位定义了 DRDY/INT 引脚的中断极性。图 7-1 和图 7-2
显示了两种中断极性情况下DRDY/INT 引脚的输出行为：INT_POL= 0 和INT_POL= 1。
Previous Data
New Data Available
1
DRDY_STATUS
0
VDD
DRDY/INT
[INT_POL = 1]
0
图7-1. 数据就绪中断- 有效高电平（INT_POL = 1）
Previous Data
New Data Available
1
DRDY_STATUS
0
VDD
DRDY/INT
[INT_POL = 0]
0
图7-2. 数据就绪中断- 有效低电平（INT_POL = 0）
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7.3.5 阈值中断
7.3.5.1 温度高
当设置了 TH_ENABLE 且温度高于温度阈值高寄存器中存储的已编程阈值水平时，TH_STATUS 位设置为 1。
TH_STATUS 位和 DRDY/INT 引脚的极性和中断模式可以通过寄存器 0x0E 的 INT_POL 和 INT_MODE 位进行配
置。
INT_MODE 位将阈值设置为比较器模式或电平敏感警报。
当INT_MODE 设置为1 时，TH_STATUS 位基于当前的温度转换。DRDY/INT 引脚的极性由INT_POL 设置。
当 INT_MODE 设置为 0 时，TH_STATUS 位保持设置为 1，直到其被读取。DRDY/INT 引脚的极性由 INT_POL
设置
T [°C]
Temperature Threshold High
Time
1
TH_STATUS
[INT_MODE = 0]
TH_STATUS Bit Read
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 0]
0
1
TH_STATUS
[INT_MODE = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 0]
0
图7-3. 阈值中断- 温度高
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7.3.5.2 温度低
当设置了 TL_ENABLE 且温度低于温度阈值低寄存器中的已编程阈值水平时，TL_STATUS 位设置为 1。
TL_STATUS 位和DRDY/INT 引脚的行为基于INT_POL 和INT_MODE 位。
INT_MODE 位将阈值设置为比较器模式或电平敏感警报。
当INT_MODE 设置为1 时，TL_STATUS 位基于当前的温度转换。DRDY/INT 引脚的极性由INT_POL 设置。
当 INT_MODE 设置为 0 时，TL_STATUS 位保持设置为 1，直到其被读取。DRDY/INT 引脚的极性由 INT_POL
设置
T [°C]
Temperature Threshold Low
Time
1
TL_STATUS
[INT_MODE = 0]
TL_STATUS Bit Read
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 0]
0
1
TL_STATUS
[INT_MODE = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 0]
0
图7-4. 阈值中断- 温度低
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7.3.5.3 湿度高
当设置了 HH_ENABLE 且湿度超过湿度阈值高寄存器中已编程的阈值水平时，HH_STATUS 位设置为 1。
HH_STATUS 位和DRDY/INT 引脚的行为基于INT_POL 和INT_MODE 位。
INT_MODE 位将阈值设置为比较器模式或电平敏感警报。
当INT_MODE 设置为1 时，HH_STATUS 位基于当前的湿度转换。DRDY/INT 引脚的极性由INT_POL 设置。
当 INT_MODE 设置为 0 时，HH_STATUS 位保持设置为 1，直到其被读取。DRDY/INT 引脚的极性由 INT_POL
设置。
H [%RH]
Humidity Threshold High
Time
1
HH_STATUS
[INT_MODE = 0]
HH_STATUS Bit Read
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 0]
0
1
HH_STATUS
[INT_MODE = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 0]
0
图7-5. 阈值中断- 湿度高
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7.3.5.4 湿度低
当设置了 HL_ENABLE 且湿度超过湿度阈值低寄存器中已编程的阈值水平时，HL_STATUS 位设置为 1。
HL_STATUS 位和DRDY/INT 引脚的行为基于INT_POL 和INT_MODE 位。
INT_MODE 位将阈值设置为比较器模式或电平敏感警报。
当INT_MODE 设置为1 时，HL_STATUS 位基于当前的湿度转换。DRDY/INT 引脚的极性由INT_POL 设置。
当 INT_MODE 设置为 0 时，HL_STATUS 位保持设置为 1，直到其被读取。DRDY/INT 引脚的极性由 INT_POL
设置。
H [%RH]
Humidity Threshold Low
Time
1
HL_STATUS
[INT_MODE = 0]
HL_STATUS Bit Read
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 0]
[INT_POL = 0]
0
1
HL_STATUS
[INT_MODE = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 1]
0
VDD
DRDY/INT
[INT_MODE = 1]
[INT_POL = 0]
0
图7-6. 阈值中断- 湿度低
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7.4 器件功能模式
HDC2010 具有两种运行模式：睡眠模式与测量模式。
7.4.1 睡眠模式与测量模式
上电后，HDC2010 默认为睡眠模式并会等待 I2C 指令来设置可编程转换时间、触发测量/转换或读取/写入有效数
据。触发测量后，HDC2010 会切换到测量模式，以通过内部 ADC 转换来自集成传感器的温度或湿度值，并将信
息存储在各自的数据寄存器中。可以监视 DRDY/INT 引脚以验证完成测量转换后数据是否准备就绪。DRDY/INT
引脚极性和中断模式根据中断使能和 DRDY/INT 配置寄存器的配置进行设置。完成转换后，HDC20XX 返回睡眠
模式。
7.5 编程
7.5.1 I2C 串行总线地址配置
为了与 HDC2010 通信，主器件必须首先通过一个从器件地址字节来寻找从器件的地址。从器件地址字节包括 7
个地址位和1 个方向位，这个方向位表明是执行读取还是写入操作。HDC2010 具有一个地址引脚，最多允许在单
个总线上寻址 2 个器件。表 7-1 描述了用于连接两个器件的引脚逻辑电平。ADDR 应在接口上的任何活动发生之
前设置，并在器件上电时保持不变。
表7-1. HDC2010 I2C 从器件地址
ADDR
GND
VDD
地址（7 位地址）
1000000
1000001
7.5.2 I2C 接口
HDC2010 仅作为 I2C 总线接口上的从器件运行。具有同一地址的 I2C 总线上不允许有多个器件。通过开漏 I/O
线、SDA 和SCL 连接到总线。SDA 和SCL 引脚特有集成的峰值抑制滤波器和施密特触发器来大大减少输入峰值
和总线噪声的影响。上电后，传感器处于睡眠模式，直到执行通信或测量。上电后，传感器处于睡眠模式，直到
执行通信或测量。在所有被发送的数据字节中MSB 被首先发送。
7.5.3 串行总线地址
要与 HDC2010 通信，主器件必须首先通过一个从器件地址字节来寻找从器件的地址。从器件地址字节包括 7 个
地址位和1 个方向位（表明是执行读取还是写入操作）。
7.5.4 读写操作
地址寄存器（用于保存与器件状态有关的数据）可以通过指针机制访问，并且可以通过以下写入和读取过程进行
访问和修改。寄存器地址值是在具有低读/写位的器件从地址字节之后传输的第一个字节。对 HDC2010 的每次写
入操作均需要寄存器地址的值（请参阅表7-2）。
从HDC2010 读取时，当前指针位置用于确定读取操作读取哪个寄存器- 指针位置指向最后写入的寄存器地址。若
要更改读取操作的地址，必须将新值写入指针。该事务是通过发出 R/W 位设置为“0”的从器件地址字节后跟指
针字节来完成的。不需要其他数据（请参阅表7-4）。
然后，主器件可以生成一个 START 条件并发送 R/W 位设置为 1 的从器件地址字节以启动读取命令。地址寄存器
会自动递增来启用多字节读取和写入操作（请参阅表 7-3 和表 7-5）。请注意，寄存器字节首先发送 MSB，然后
是 LSB。只读寄存器（如 DEVICE ID、MANUFACTURER ID 或 SERIAL ID）中的写入操作在每个数据字节后返
回NACK。对未使用地址的读取或写入操作在指针之后返回 NACK，且I2C 地址不正确的读取或写入操作会在 I2C
地址之后返回NACK。
表7-2. 写入单字节
地址
从器件地址（W）
主器件
从器件
启动
数据
停止
ACK
ACK
ACK
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表7-3. 写入多字节
数据
从器件地址（W）
主器件
从器件
启动
启动
地址
数据
停止
………
ACK
ACK
ACK
ACK
表7-4. 读取单字节
NACK
从器件地址（W）
从器件地址(R)
主器件
从器件
地址
启动
停止
停止
ACK
ACK
ACK
数据
表7-5. 读取多字节
从器件地址
从器件地址
（W）
ACK
ACK
NACK
主器件
从器件
启动
地址
启动
（R）
……
ACK
ACK
ACK
数据
数据
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7.6 寄存器映射
HDC2010 包含用于保存配置信息、温度和湿度测量结果以及状态信息的数据寄存器。
表7-6. 寄存器映射
复位值
地址（十六进制）
名称
说明
温度[7:0]
0x00
0x01
0x02
0x03
0x04
TEMPERATURE LOW
TEMPERATURE HIGH
HUMIDITY LOW
00000000
00000000
00000000
00000000
00000000
温度[15:8]
湿度[7:0]
HUMIDITY HIGH
湿度[15:8]
INTERRUPT/DRDY
DataReady 和中断配置
测得的最高温度
（在自动测量模式下不受支持）
0x05
0x06
TEMPERATURE MAX
HUMIDITY MAX
00000000
00000000
测得的最高湿度
（在自动测量模式下不受支持）
0x07
0x08
0x09
0x0A
0x0B
0x0C
0x0D
0x0E
0x0F
0xFC
0xFD
0xFE
0xFF
INTERRUPT ENABLE
TEMP_OFFSET_ADJUST
HUM_OFFSET_ADJUST
TEMP_THR_L
00000000
00000000
00000000
00000000
11111111
中断使能
温度偏移调整
湿度偏移调整
温度阈值低
温度阈值高
湿度阈值低
湿度阈值高
软复位和中断配置
测量配置
TEMP_THR_H
RH_THR_L
00000000
11111111
RH_THR_H
RESET&DRDY/INT CONF
MEASUREMENT CONFIGURATION
MANUFACTURER ID LOW
MANUFACTURER ID HIGH
DEVICE ID LOW
00000000
00000000
01001001
01010100
11010000
00000111
制造商ID 低
制造商ID 高
器件ID 低
DEVICE ID HIGH
器件ID 高
7.6.1 地址0x00 温度LSB
表7-7. 地址0x00 温度LSB 寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
TEMP[7:0]
表7-8. 地址0x00 温度LSB 字段说明
位
字段
类型
复位
说明
[7:0]
R
00000000
温度[7:0]
温度LSB
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7.6.2 地址0x01 温度MSB
温度寄存器是一个16 位二进制格式的结果寄存器（2 个LSB D1 和D0 始终为0）。采集结果始终为14 位值，而
分辨率与在测量配置寄存器中选择的值相关。温度必须先读取LSB。
表7-9. 地址0x01 温度MSB 寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
TEMP[15:8]
表7-10. 地址0x01 温度MSB 字段说明
位
字段
类型
复位
说明
[15:8]
R
00000000
温度[15:8]
温度MSB
温度可以通过方程式1 根据输出数据计算得出：
TEMPERATURE [15 : 0]
216
≈
’
Temperature (èC) =
ì165 - 40
∆
÷
«
◊
(1)
7.6.3 地址0x02 湿度LSB
表7-11. 地址0x02 湿度LSB 寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
HUMIDITY[7:0]
表7-12. 地址0x02 湿度LSB 字段说明
位
字段
类型
复位
说明
[7:0]
R
00000000
湿度[7:0]
湿度LSB
7.6.4 地址0x03 湿度MSB
湿度寄存器是一个16 位二进制格式的结果寄存器（2 个LSB D1 和D0 始终为0）。采集结果始终为14 位值，而
分辨率与在测量配置寄存器中选择的值相关。湿度测量必须先读取LSB。
表7-13. 地址0x03 湿度MSB 寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
HUMIDITY[15:8]
表7-14. 地址0x03 温度MSB 字段说明
位
字段
HUMIDITY[15:8]
类型
复位
说明
[15:8]
R
00000000
湿度MSB
湿度可以通过方程式2 根据输出数据计算得出：
HUMIDITY [15 : 0]
216
≈
’
Humidity (%RH) =
ì100
∆
«
÷
◊
(2)
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7.6.5 地址0x04 中断DRDY
表7-15. 地址0x04 中断DRDY 寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
DRDY_STATUS
TH_STATUS
TL_STATUS
HH_STATUS
HL_STATUS
RES
RES
RES
表7-16. 地址0x04 中断DRDY 字段说明
位
字段
类型
复位
说明
7
6
5
4
3
DRDY_STATUS
R/W
0
0
0
0
0
DataReady 位状态
0 = 数据未就绪
1 = 数据就绪
读取时将DRDY_STATUS 清零
TH_STATUS
R/W
R/W
R/W
R/W
温度阀值高中断状态
0 = 无中断
1 = 中断
读取时将TH_STATUS 清零
TL_STATUS
HH_STATUS
HL_STATUS
温度阀值低中断状态
0 = 无中断
1 = 中断
读取时将TL_STATUS 清零
湿度阈值高中断状态
0 = 无中断
1 = 中断
读取时将HH_STATUS 清零
湿度阈值低中断状态
0 = 无中断
1 = 中断
读取时将HL_STATUS 清零
2
1
0
RES
RES
RES
0
0
0
保留
保留
保留
DRDY_STATUS 表示温度和/ 或湿度转换终止。当读取中断/DRDY 寄存器或读取输出寄存器
TEMPERATURE_HIGH、TEMPERATURE_LOW、HUMIDITY_HIGH 和HUMIDITY_LOW 时，该位被清除。
TL_STATUS 表示超出温度阈值低 值。该行为由 0x0E 配置寄存器值定义。当读取寄存器中断 DRDY 时，该位被
清除。
TH_STATUS 表示超出温度阈值高 值。该行为由 0x0E 配置寄存器值定义。当读取寄存器中断 DRDY 时，该位被
清除。
HH_STATUS 表示超出湿度阈值高 值。该行为由 0x0E 配置寄存器值定义。当读取寄存器中断DRDY 时，该位被
清除。
HL_STATUS 表示超出湿度阈值低 值。该行为由 0x0E 配置寄存器值定义。当读取寄存器中断 DRDY 时，该位被
清除。
DRDY/INT 引脚的行为类似于基于0x0E 配置寄存器值的STATUS 位。
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7.6.6 地址0x05 温度MAX
该寄存器实现了温度峰值检测功能。它会存储上电后转换的最高温度值。值在上电时复位和/或通过软复位程序复
位。
表7-17. 地址0x05 温度最大值寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
TEMPERATUREMAX[7:0]
表7-18. 地址0x05 温度最大值字段说明
位
字段
TEMPERATUREMAX[7:0]
类型
复位
说明
存储所有I2C 温度读取请求的最大温度测量值
在自动测量模式下不受支持
[7:0]
R/W
00000000
温度可以通过方程式3 根据输出数据计算得出：
≈TEMPERATURE 7 : 0 ’
[
]
Temperature (èC) =
ì165 - 40
∆
«
÷
◊
28
(3)
7.6.7 地址0x06 湿度MAX
该寄存器实现了湿度峰值检测功能。它会存储上电后转换的最高湿度值。值在上电时复位和/或通过软复位程序复
位。
表7-19. 地址0x06 湿度最大值寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
HUMIDITYMAX[7:0]
表7-20. 地址0x06 湿度最大值字段说明
位
字段
HUMIDITYMAX[7:0]
类型
复位
说明
存储所有I2C 湿度读取请求的最大湿度测量值
在自动测量模式下不受支持
[7:0]
R/W
00000000
湿度可以通过方程式4 根据输出数据计算得出：
100
28
≈
«
’
Humidity (%RH) = HUMIDITYMAX 7 : 0 ì
[
]
∆
÷
◊
(4)
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7.6.8 地址0x07 中断配置
表7-21. 地址0x07 中断配置寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
DRDY_ENABLE TH_ENABLE
TL_ENABLE
HH_ENABLE
HL_ENABLE
RES
RES
RES
表7-22. 地址0x07 中断配置字段说明
位
字段
DRDY_ENABLE
类型
复位
说明
7
R/W
0
0
0
0
0
DataReady 中断启用
0 = DataReady 中断发生器禁用
1 = DataReady 中断发生器启用
6
5
4
3
TH_ENABLE
TL_ENABLE
HH_ENABLE
HL_ENABLE
R/W
R/W
R/W
R/W
温度阀值高中断启用
0 = 温度高中断发生器禁用
1 = 温度高中断发生器启用
温度阀值低中断启用
0 = 温度低中断发生器禁用
1 = 温度低中断发生器启用
湿度阈值高中断启用
0 = 湿度高中断发生器禁用
1 = 湿度高中断发生器启用
湿度阈值低中断启用
0 = 湿度低中断发生器禁用
1 = 湿度低中断发生器启用
2
1
0
RES
RES
RES
0
0
0
保留
保留
保留
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7.6.9 地址0x08 温度偏移调整
表7-23. 地址0x08 温度偏移调整寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
TEMP_OFFSET_ADJUST [7:0]
表7-24. 地址0x08 温度偏移调整字段说明
位
字段
类型
复位
说明
[7:0]
TEMP_OFFSET_ADJUST [7:0]
R/W
00000000
温度偏移调整。添加到转换后的温度值
可以通过添加以下可启用设置等效位的值来调整温度：
7
6
5
4
3
2
1
0
-20.62°C
+10.32°C
+5.16°C
+2.58°C
+1.28°C
+0.64°C
+0.32°C
+0.16°C
该值与转换后的温度值相加以进行偏移调整，如图7-7 所示
Converted Value
Temperature Output
+
User Temperature Offset
图7-7. 温度输出计算
7.6.10
由此产生的的温度偏移是已启用（即编程为1）的寄存器位的总和。一些示例：
1. 将TEMP_OFFSET_ADJUST 编程为00000001 会将报告的温度调整+0.16°C。
2. 将TEMP_OFFSET_ADJUST 编程为00000111 会将报告的温度调整+1.12°C。
3. 将TEMP_OFFSET_ADJUST 编程为00001101 会将报告的温度调整+2.08°C。
4. 将TEMP_OFFSET_ADJUST 编程为11111111 会将报告的温度调整-0.16°C。
5. 将TEMP_OFFSET_ADJUST 编程为11111001 会将报告的温度调整-1.12°C。
6. 将TEMP_OFFSET_ADJUST 编程为11110011 会将报告的温度调整-2.08°C。
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7.6.11 地址0x09 湿度偏移调整
表7-25. 地址0x09 湿度偏移调整寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
HUM_OFFSET_ADJUST [7:0]
表7-26. 地址0x09 湿度偏移调整字段说明
位
字段
HUM_OFFSET_ADJUST [7:0]
类型
复位
说明
[7:0]
R/W
00000000
湿度偏移调整。添加到转换后的湿度值
可以通过添加以下可启用设置等效位的值来调整湿度：
7
6
5
4
3
2
1
0
+12.5%RH
+6.3%RH
+3.1%RH
+1.6%RH
+0.8%RH
+0.4%RH
+0.2%RH
–25%RH
该值与转换后的温度值相加以进行偏移调整，如图7-8 所示
Converted Value
Humidity Output
+
User Humidity Offset
图7-8. 湿度输出计算
7.6.12
由此产生的湿度偏移是已启用（即编程为1）的寄存器位的总和。一些示例：
1. 将HUM_OFFSET_ADJUST 编程为00000001 会将报告的湿度调整+0.20%RH。
2. 将HUM_OFFSET_ADJUST 编程为00000101 会将报告的湿度调整+1.00%RH。
3. 将HUM_OFFSET_ADJUST 编程为00001010 会将报告的湿度调整+2.00%RH。
4. 将HUM_OFFSET_ADJUST 编程为11111111 会将报告的湿度调整-0.10%RH。
5. 将HUM_OFFSET_ADJUST 编程为11111011 会将报告的湿度调整-0.90%RH。
6. 将HUM_OFFSET_ADJUST 编程为11110101 会将报告的湿度调整-2.10%RH。
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7.6.13 地址0x0A 温度阈值低
表7-27. 地址0x0A 温度阈值低寄存器
7
6
5
4
3
2
1
1
1
0
TEMP_THRES_LOW[7:0]
表7-28. 地址0x0A 温度阈值低字段说明
位
字段
TEMP_THRES_LOW[7:0]
类型
复位
说明
说明
说明
[7:0]
R/W
00000000
温度阈值低值
温度阈值低可以通过方程式5 根据输出数据计算得出：
TEMP_THRES_LOW [7 : 0]
28
≈
’
Temperature threshold low (èC) =
ì165 - 40
∆
÷
◊
«
(5)
7.6.14 地址0x0B 温度阈值高
表7-29. 地址0x0B 温度阈值高寄存器
7
6
5
4
3
2
0
TEMP_THRES_HIGH[7:0]
表7-30. 地址0x0B 温度阈值高字段说明
位
字段
TEMP_THRES_HIGH[7:0]
类型
复位
[7:0]
R/W
11111111
温度阈值高值
温度阈值高可以通过方程式6 根据输出数据计算得出：
TEMP_THRES_HIGH [7 : 0]
28
≈
’
Temperature threshold high (èC) =
ì165 - 40
∆
«
÷
◊
(6)
7.6.15 地址0x0C 湿度阈值低
表7-31. 地址0x0C 湿度阈值低寄存器
7
6
5
4
3
2
0
HUMI_THRES_LOW[7:0]
表7-32. 地址0x0C 湿度阈值低字段说明
位
字段
HUMI_THRES_LOW[7:0]
类型
复位
[7:0]
R/W
00000000
湿度阈值低值
湿度阈值低可以通过方程式7 根据输出数据计算得出：
≈HUMI_THRES_LOW 7 : 0 ’
[
]
Humidity threshold low (%RH) =
ì100
∆
«
÷
◊
28
(7)
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7.6.16 地址0x0D 湿度阈值高
表7-33. 地址0x0D 湿度阈值高寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
HUMI_THRES_HIGH[7:0]
表7-34. 地址0x0D 湿度阈值高字段说明
位
字段
HUMI_THRES_HIGH[7:0]
类型
复位
说明
[7:0]
R/W
11111111
湿度阈值高值
湿度阈值高可以通过方程式8 根据输出数据计算得出：
HUMI_THRES_HIGH [7 : 0]
28
≈
’
Humidity threshold high (%RH) =
ì100
∆
÷
◊
«
(8)
7.6.17 地址0x0E 复位和DRDY/INT 配置寄存器
表7-35. 地址0x0E 配置寄存器
7
6
5
4
3
2
1
INT_POL
0
INT_MODE
SOFT_RES
AMM[2]
AMM[1]
AMM[0]
HEAT_EN
DRDY/INT_EN
表7-36. 地址0x0E 配置字段说明
位
字段
类型
复位
说明
7
SOFT_RES
R/W
0
0 = 正常工作模式，此位会自行清除
1 = 软复位
EEPROM 值重新加载且寄存器复位
[6:4]
AMM[2:0]
R/W
000
自动测量模式（AMM）
000 = 禁用。通过I2C 启动测量
001 = 1/120Hz（每2 分钟进行1 次采样）
010 = 1/60Hz（每分钟进行1 次采样）
011 = 0.1Hz（每10 秒钟进行1 次采样）
100 = 0.2Hz（每5 秒钟进行1 次采样）
101 = 1Hz（每秒钟进行1 次采样）
110 = 2Hz（每秒钟进行2 次采样）
111 = 5Hz（每秒钟进行5 次采样）
3
2
HEAT_EN
R/W
R/W
0
0
0 = 加热器关闭
1 = 加热器开启
DRDY/INT_EN
DRDY/INT_EN 引脚配置
0 = 高阻抗
1 = 启用
1
0
INT_POL
R/W
R/W
0
0
中断极性
0 = 低电平有效
1 = 高电平有效
INT_MODE
中断模式
0 = 电平敏感型
1 = 比较器模式
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7.6.18 地址0x0F 测量配置
表7-37. 地址0x0F 测量配置寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
TRES[1]
TRES[0]
HRES[1]
HRES[0]
RES
MEAS_CONF[1 MEAS_CONF[0]
]
MEAS_TRIG
表7-38. 地址0x0F 测量配置字段说明
位
字段
类型
复位
说明
7:6
TRES[1:0]
R/W
00
温度分辨率
00：14 位
01：11 位
10：9 位
11：不适用
5:4
HRES[1:0]
R/W
00
湿度分辨率
00：14 位
01：11 位
10：9 位
11：不适用
3
RES
R/W
R/W
0
保留
2:1
MEAS_CONF[1:0]
00
测量配置
00：湿度+ 温度
01：仅温度
10：NA
11：不适用
0
MEAS_TRIG
R/W
0
测量触发
0：无操作
1：开始测量
测量完成时自行清除位
7.6.19 制造商ID 低
表7-39. 制造商ID 低寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
MANUFACTURER ID[7:0]
表7-40. 地址0xFC 制造商ID 低字段说明
位
字段
MANUFACTURER ID[7:0]
类型
复位
说明
[7:0]
R
01001001
制造商ID 低值
7.6.20 制造商ID 高
这些寄存器包含一个工厂可编程的标识值，用于将该器件标识为由德州仪器（TI）制造。这些寄存器将该器件与
同一I2C 总线上的其他器件区分开来。制造商ID 读取为0x4954。
表7-41. 制造商ID 高寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
MANUFACTURER ID[15:8]
表7-42. 地址0xFD 制造商ID 高字段说明
位
字段
MANUFACTURER ID[15:8]
类型
复位
说明
[7:0]
R
01010100
制造商ID 高值
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7.6.21 器件ID 低
表7-43. 器件ID 低寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
DEVICE ID[7:0]
表7-44. 地址0xFE 器件ID 低字段说明
位
字段
DEVICE ID [7:0]
类型
复位
说明
[7:0]
R
11010000
器件ID 低值
7.6.22 器件ID 高
这些寄存器包含一个工厂可编程的标识值，用于将此器件标识为HDC2010。这些寄存器将此器件与同一I2C 总线
上的其他器件区分开来。HDC2010 的器件ID 为0x07D0。
表7-45. 器件ID 高寄存器
7
6
5
4
3
2
1
0
DEVICE ID[15:8]
表7-46. 地址0xFF 器件ID 高字段说明
位
字段
DEVICE ID [15:8]
类型
复位
说明
[7:0]
R
00000111
器件ID 高值
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8 应用和实现
备注
以下应用部分中的信息不属于TI 器件规格的范围，TI 不担保其准确性和完整性。TI 的客 户应负责确定
器件是否适用于其应用。客户应验证并测试其设计，以确保系统功能。
8.1 应用信息
HVAC 系统恒温器控制基于环境传感器和微控制器。微控制器从湿度和温度传感器获取数据并控制加热和冷却系
统。然后将收集到的数据显示在可由微控制器轻松控制的显示器上。基于来自湿度和温度传感器的数据，加热和
冷却系统将环境保持在客户定义的优选条件下。
8.2 典型应用
在电池供电型 HVAC 系统恒温器中，选择元件的关键参数之一是功耗。HDC2010 的电流消耗为 550nA（相对湿
度和温度测量超过 1 秒的平均消耗），与 MSP430 结合使用，代表了工程师可获得低功耗和延长电池寿命的一种
方式。电池供电型恒温器的系统框图如图8-1 所示。
DISPLAY
TEMPERATURE: 25°C/ 77°F
Relative Humidity (RH): 25%
Lithium
Ion Battery
+
-
TIME: XX:XX
DATE: XX:XX:XX
1.8V
VDD
1.8V
VDD
HDC2010
MCU
RH
Sensor
Violet
SCL
SDA
INT
ADDR
I2C Peripheral
GPIOs
Red
Registers/
Logic
I2C
Interface
e g a r n O
ADC
Red
MUX
Red
Red
GPIO
TVeiomletp
Sensor
GND
Calibration
Coefficients
Red
GND
KEYPAD
Button1
Button2
C
Button3
Button4
图8-1. HVAC 典型应用原理图
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8.2.1 设计要求
为提高测量精度，TI 建议将 HDC2010 与有源电路、电池、显示器和电阻元件形式的所有热源隔离开来。如果设
计空间有限，器件周围的切口或包含小沟槽有助于尽可能减少从 PCB 热源到 HDC2010 的热传递。为避免
HDC2010 自热，TI 建议将器件配置为1Hz (1sps) 的最大采样率。
8.2.2 详细设计过程
当根据图 8-1 所示的原理图创建电路板布局布线时，可以使用小型电路板。相对湿度和温度测量的精度取决于传
感器精度和传感系统的设置。HDC2010 在其即时环境中对相对湿度和温度进行采样，因此传感器的局部条件与监
测环境相匹配非常重要。即使在静态条件下，也可以使用恒温器的物理盖上的一个或多个开口来获得良好的气
流。请参阅 PCB 布局（图 10-1），该布局可最大限度地减少 HDC2010 区域中 PCB 的热质量，从而提高测量响
应时间和精度。
8.2.3 应用曲线
这些结果是在TA = 30°C 时使用扫描RH% 的湿度室获得的。使用的扫描次序为20% > 30% > 40% > 50% > 60%
> 70% > 60% > 50% > 40% > 30% > 20%。每个RH% 设定点保持20 分钟。
图8-2. 测试室和HDC2010 的RH% 读数与时间的关系
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9 电源建议
HDC2010 需要 1.62V 和 3.60V 之间的电压电源。TI 建议在 VDD 和 GND 引脚之间使用 0.1µF 的多层陶瓷旁路
X7R 电容器。
10 布局
10.1 布局指南
HDC2010 的相对湿度感应元件位于封装的底部。
TI 建议用户消除器件下方的铜层（GND、VDD）并在器件周围的 PCB 中创建插槽以增强 HDC2010 的热隔离。为
确保温度传感器性能，TI 强烈建议用户遵循图10-1 中所述的焊盘图案、阻焊层和焊膏示例。
10.1.1 HDC2010 存储和PCB 组装指南
10.1.1.1 储存和处理
与所有湿度传感器一样，HDC2010 必须遵循与标准半导体器件不同的处理和储存特殊指南。应避免长时间暴露于
紫外线和可见光，或长时间暴露于化学蒸汽，因为这可能会影响 RH% 精度。此外，应保护器件免受制造、运
输、操作和封装材料（即胶带、贴纸、气泡箔）产生的释气溶剂蒸汽的影响。有关更多详细信息，请参阅
HDC20xx 器件用户指南（SNAU250）
10.1.1.2 回流焊
对于 PCB 组装，可以使用标准回流焊炉。HDC2010 使用标准焊接规范 IPC/JEDEC J-STD-020，峰值温度为
260°C。焊接 HDC2010 时，必须使用免清洗 焊膏，并且在组装过程中不得将焊膏暴露在水或溶剂冲洗中，因为
这些污染物可能会影响传感器精度。回流后，预计传感器通常会输出相对湿度的变化，这种变化会随着传感器暴
露在典型的室内环境条件下而降低。这些条件包括在室温下持续数天的 30-40% RH。遵循此再水合程序可使聚合
物在回流后正确沉降并恢复到校准的RH 精度。
10.1.1.3 返工
TI 建议将HDC2010 限制为单次IR 回流而不进行返工，但如果满足以下准则，则可以进行第二次回流：
• 使用免清洗焊膏，工艺不接触任何液体，如水或溶剂。
• 峰值焊接温度不超过260°C。
10.1.1.4 高温度和湿度暴露
超出推荐的工作条件长时间暴露可能会暂时使RH 输出偏移。推荐的湿度工作范围为 20 至80% RH（非冷凝），
温度范围为0 至60°C。在超出这些范围的情况下长时间运行可能会使传感器读数发生变化，恢复时间很慢。
10.1.1.5 烘烤/再水合程序
长时间暴露在极端条件或严重污染情况下可能会影响传感器性能。如果从污染物中观察到持续性偏移，建议采用
以下程序来恢复或减少在传感器性能中观察到的误差：
1. 烘烤：100°C，小于5%RH，5-10 小时
2. 再水合：20°C 至30°C，60%RH 至75%RH，6 至12 小时
10.2 布局示例
该器件旁边的唯一元件是电源旁路电容器。相对湿度取决于温度，因此 HDC2010 应远离电路板上存在的热点，
例如电池、显示器或微控制器。器件周围的插槽可用于减少热质量，以便更快地响应环境变化。
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图10-1. HDC2010 PCB 布局示例
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11 器件和文档支持
11.1 文档支持
11.1.1 相关文档
请参阅如下相关文档：
• 德州仪器（TI），HDC2010EVM 用户指南（SNAU214）
• 德州仪器（TI），HDC20xx 器件用户指南（SNAU250）
• 德州仪器（TI），湿度传感器的布局和布线优化应用报告（SNAA297）
11.2 接收文档更新通知
要接收文档更新通知，请导航至 ti.com 上的器件产品文件夹。点击订阅更新 进行注册，即可每周接收产品信息更
改摘要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。
11.3 支持资源
TI E2E™ 支持论坛是工程师的重要参考资料，可直接从专家获得快速、经过验证的解答和设计帮助。搜索现有解
答或提出自己的问题可获得所需的快速设计帮助。
链接的内容由各个贡献者“按原样”提供。这些内容并不构成 TI 技术规范，并且不一定反映 TI 的观点；请参阅
TI 的《使用条款》。
11.4 商标
TI E2E™ is a trademark of Texas Instruments.
所有商标均为其各自所有者的财产。
11.5 静电放电警告
静电放电(ESD) 会损坏这个集成电路。德州仪器(TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理
和安装程序，可能会损坏集成电路。
ESD 的损坏小至导致微小的性能降级，大至整个器件故障。精密的集成电路可能更容易受到损坏，这是因为非常细微的参
数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。
11.6 术语表
TI 术语表
本术语表列出并解释了术语、首字母缩略词和定义。
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12 机械、封装和可订购信息
以下页面包含机械、封装和可订购信息。这些信息是指定器件的最新可用数据。数据如有变更，恕不另行通知，
且不会对此文档进行修订。如需获取此数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。
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PACKAGE OPTION ADDENDUM
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20-Aug-2021
PACKAGING INFORMATION
Orderable Device
Status Package Type Package Pins Package
Eco Plan
Lead finish/
Ball material
MSL Peak Temp
Op Temp (°C)
Device Marking
Samples
Drawing
Qty
(1)
(2)
(3)
(4/5)
(6)
HDC2010YPAR
HDC2010YPAT
ACTIVE
ACTIVE
DSBGA
DSBGA
YPA
YPA
6
6
3000 RoHS & Green
250 RoHS & Green
SAC405 SNAGCU
Level-1-260C-UNLIM
Level-1-260C-UNLIM
-40 to 125
-40 to 125
L
L
SAC405 SNAGCU
(1) The marketing status values are defined as follows:
ACTIVE: Product device recommended for new designs.
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.
(2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance
do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may
reference these types of products as "Pb-Free".
RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.
Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based
flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.
(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.
(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.
(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.
(6)
Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two
lines if the finish value exceeds the maximum column width.
Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information
provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and
continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.
Addendum-Page 1
PACKAGE OPTION ADDENDUM
www.ti.com
20-Aug-2021
Addendum-Page 2
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
www.ti.com
5-Nov-2022
TAPE AND REEL INFORMATION
REEL DIMENSIONS
TAPE DIMENSIONS
K0
P1
W
B0
Reel
Diameter
Cavity
A0
A0 Dimension designed to accommodate the component width
B0 Dimension designed to accommodate the component length
K0 Dimension designed to accommodate the component thickness
Overall width of the carrier tape
W
P1 Pitch between successive cavity centers
Reel Width (W1)
QUADRANT ASSIGNMENTS FOR PIN 1 ORIENTATION IN TAPE
Sprocket Holes
Q1 Q2
Q3 Q4
Q1 Q2
Q3 Q4
User Direction of Feed
Pocket Quadrants
*All dimensions are nominal
Device
Package Package Pins
Type Drawing
SPQ
Reel
Reel
A0
B0
K0
P1
W
Pin1
Diameter Width (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Quadrant
(mm) W1 (mm)
HDC2010YPAR
HDC2010YPAT
DSBGA
DSBGA
YPA
YPA
6
6
3000
250
178.0
178.0
8.4
8.4
1.57
1.57
1.57
1.57
0.76
0.76
4.0
4.0
8.0
8.0
Q1
Q1
Pack Materials-Page 1
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
www.ti.com
5-Nov-2022
TAPE AND REEL BOX DIMENSIONS
Width (mm)
H
W
L
*All dimensions are nominal
Device
Package Type Package Drawing Pins
SPQ
Length (mm) Width (mm) Height (mm)
HDC2010YPAR
HDC2010YPAT
DSBGA
DSBGA
YPA
YPA
6
6
3000
250
210.0
210.0
185.0
185.0
35.0
35.0
Pack Materials-Page 2
PACKAGE OUTLINE
YPA0006
DSBGA - 0.675 mm max height
SCALE 9.000
DIE SIZE BALL GRID ARRAY
A
D
B
E
BALL A1
CORNER
0.37
0.32
0.675
0.525
C
SEATING PLANE
0.05 C
BALL TYP
0.265
0.215
1
TYP
C
SYMM
1
TYP
B
A
D: Max = 1.49 mm, Min = 1.43 mm
E: Max = 1.49 mm, Min = 1.43 mm
0.5 TYP
2
1
0.335
0.305
6X
SYMM
0.015
C A B
4223083/B 09/2020
NOTES:
1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing
per ASME Y14.5M.
2. This drawing is subject to change without notice.
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EXAMPLE BOARD LAYOUT
YPA0006
DSBGA - 0.675 mm max height
DIE SIZE BALL GRID ARRAY
(0.5) TYP
2
6X ( 0.263)
(0.5) TYP
1
A
SYMM
B
C
SYMM
LAND PATTERN EXAMPLE
SCALE:30X
0.05 MAX
0.05 MIN
(
0.263)
METAL
METAL
UNDER
MASK
(
0.263)
SOLDER MASK
OPENING
SOLDER MASK
OPENING
NON-SOLDER MASK
DEFINED
SOLDER MASK
DEFINED
(PREFERRED)
SOLDER MASK DETAILS
NOT TO SCALE
4223083/B 09/2020
NOTES: (continued)
3. Final dimensions may vary due to manufacturing tolerance considerations and also routing constraints.
See Texas Instruments Literature No. SNVA009 (www.ti.com/lit/snva009).
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EXAMPLE STENCIL DESIGN
YPA0006
DSBGA - 0.675 mm max height
DIE SIZE BALL GRID ARRAY
(0.5) TYP
2
6X ( 0.25)
(0.5) TYP
(R0.05) TYP
1
A
B
SYMM
METAL
TYP
C
SYMM
SOLDER PASTE EXAMPLE
BASED ON 0.1mm THICK STENCIL
SCALE:30X
4223083/B 09/2020
NOTES: (continued)
4. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release.
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