前言:之前的文章中也有关于使用I2C器件进行温度的采集的文章
采集温度的方式不止使用传感器,也可以使用NTC温敏电阻进行采集,此方法的外围电路较为简单切成本较低,代码也较为容易实现。
实现原理:先通过差分采样电路进行采集,采集之后可以获取NTC或者定值电阻的电压;已知这些信息可以通过欧姆定律得到当前电路的电流,根据串联电路电流处处相等的特性可再通过欧姆定律获取当前NTC的阻值。(温度越高NTC阻值越小,温度越低NTC阻值越大)
获取到了当前NTC的阻值可以通过查表得到一个粗略的温度,也可以通过公式获得当前的温度较为准确一些。
NTC 热敏电阻温度计算公式:Rt = R*EXP(B(1/T1-1/T2))
其中,T1和T2指的是K度,即开尔文温度。
Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值。
R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值。100K的热敏电阻25℃的值为10K(即R=10K)。T2=(273.15+25)
EXP是e的n次方
通过此公式可以得到温度转换的公式:T1 =1/(ln(Rt/R)/B+1/T2)-273.15+0.5;
这里+0.5的误差矫正。
1、NTC电阻的选型:
NTC实际的选型B值是一个很关键的参数,同时也要考虑自己的实际应用去选择合适阻值的电阻;笔者这里为了简便计算选择了10k的定值电阻与B值为3950的10k的NTC;
硬件设计:
2、代码实现:
#include "CH59x_common.h"
#include "math.h"
uint16_t adcBuff[40];
float sum=0;//多次采样和
float averagevalue =0;//平均值
volatile uint8_t adclen;
volatile uint8_t DMA_end = 0;
float basicvalue = 3.3;//输入电压
float Difference=0;//压差
float currentvalue=0;//电流
float NTC=0;//NTC阻值
float temp=0;//温度
int main()
{
uint8_t i;
SetSysClock(CLK_SOURCE_PLL_60MHz);
/* 配置串口调试 */
DebugInit();
PRINT("Start @ChipID=%02X\n", R8_CHIP_ID);
PRINT("\n4.Diff channel sampling...\n");
GPIOA_ModeCfg(GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_12, GPIO_ModeIN_Floating);
ADC_ExtDiffChSampInit(SampleFreq_3_2, ADC_PGA_1_4);
ADC_ChannelCfg(0);
R8_ADC_CFG|= RB_ADC_BUF_EN;
while(1)
{
for(i = 0; i < 10; i++)
{
adcBuff[i] = ADC_ExcutSingleConver(); // 连续采样20次
}
for(i = 0; i < 10; i++)
{
PRINT("%d \n", adcBuff[i]);
sum+= adcBuff[i];
}
PRINT("sum %f\n",sum);
averagevalue = (((sum/10)/512)-4)*1.05;
PRINT("average:%f V\n", averagevalue);
Difference = basicvalue-averagevalue;
PRINT("Difference:%f V\n", Difference);
currentvalue = Difference/10000;
NTC=averagevalue/currentvalue;
PRINT("NTC:%f Ω\n",NTC);
// T1 =1/(ln(Rt/R)/B+1/T2)-273.15
temp=1/((log(NTC/10000)/3950)+(1/(273.15+25)))-273.15+0.5;
PRINT("temp:%f ℃\n",temp);
sum = 0;
DelayMs(1000);
}
}
3、验证现象:
代码打印温度:
实际温度:
4:注意事项:
再使用的时候需要使用精度较高的定制电阻,MCU的供电电压与参考电压稳定,同时NTC的供电要稳定。
常用温度阻值对照表:
仅用于个人学习分享;
如有错漏请指正。