【车载开发系列】热敏电阻与上下拉电阻

【车载开发系列】热敏电阻与上下拉电阻

热敏电阻与上下拉电阻

  • 【车载开发系列】热敏电阻与上下拉电阻
    • [一. 什么是NTC](#一. 什么是NTC)
    • [二. 什么是分压电路](#二. 什么是分压电路)
    • [三. 上拉电阻和下拉电阻的区分](#三. 上拉电阻和下拉电阻的区分)
    • [四. 什么是短电源故障和短地故障](#四. 什么是短电源故障和短地故障)
    • [五. ADC采样点为什么只能放这个位置](#五. ADC采样点为什么只能放这个位置)
    • [六. 上拉电阻、下拉电阻的作用](#六. 上拉电阻、下拉电阻的作用)

一. 什么是NTC

NTC就是负温度系数热敏电阻Negative Temperature Coefficient Thermistor。

它是一个随温度变化的可变电阻,是电子设备里最常用的低成本测温元件,温度越高,电阻值越小;温度越低,电阻值越大。

二. 什么是分压电路

就是把电源电压,通过两个串联的电阻,分成两个部分,让每个电阻分得一部分电压。

分压电路,就是把NTC的电阻变化,转换成MCU能识别的"电压变化"的桥梁。没有它,MCU就无法直接读取NTC的阻值,也就没法测温了。

三. 上拉电阻和下拉电阻的区分

电阻一端接信号点,另一端接VCC就是上拉,另一端接GND就是下拉。

上拉电阻:就像在信号线上接了一个通往电源的梯子,没信号时把电平拉高。

下拉电阻:就像在信号线上接了一个通往地的梯子,没信号时把电平拉低。

类型 连接方式 作用
上拉电阻 一端接信号节点,另一端接 VCC 把信号默认拉高到电源电压
下拉电阻 一端接信号节点,另一端接 GND 把信号默认拉低到地
特性 上拉电阻 下拉电阻
默认电平 高电平 低电平
浮空处理 信号悬空时为高 信号悬空时为低
典型场景 I2C 总线、开漏输出、按键上拉 低电平复位、按键下拉、部分串口

四. 什么是短电源故障和短地故障

  1. 短电源故障(对 VCC 短路 / Short to VCC):采样电压大于等于电源电压3.2V,也就是ADC读到最大值时,我们判定为短电路故障。当电压回落到3.1V内之后,我们认为该故障可以解除。
  2. 短地故障(对 GND 短路 / Short to GND):采样电压小于等于0.1V,ADC读到最小值时,我们判定为短地故障。当电压上升到0.2V之后,我们认为该故障可以解除。
  3. 总结起来就是:碰正极是短电源,碰负极是短地故障;此时ADC采样是失效的。

五. ADC采样点为什么只能放这个位置

ADC采样点放在中间,是为了把NTC的电阻变化转换成MCU能读的电压变化。如果不放在这里,就无法通过电压来反推NTC的阻值,自然也就没法测温了。

bash 复制代码
  VCC
   │
  ┌┴┐
  │ │  上拉电阻 R1 (10kΩ)
  └─┘
   │
   ├──────────> ADC采样点
   │
  ┌─┐
  │ │  NTC 热敏电阻(可变下拉电阻)
  └─┘
   │
  GND

六. 上拉电阻、下拉电阻的作用

  1. 给IO一个默认稳定电平(防浮空)
    MCU悬空引脚会乱跳、干扰、误触发,上拉 / 下拉把电平固定住,杜绝浮空噪声。
  2. 匹配电平、限流保护
    防止灌入电流过大,烧坏MCU引脚。
  3. 总线通信必备
    I2C、CAN、LIN、单总线必须上拉电阻才能正常通信。
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