建设企业网站方法,wordpress 帮助中心,公司简介模板免费word,做网站赚钱缴税吗文章目录 1.NTC的原理开发板上的NTC 2.NTC的测温程序编写3.实战小练总结课后练习 1.NTC的原理
NTC#xff08;Negative Temperature Coefficient#xff09;是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌… 文章目录 1.NTC的原理开发板上的NTC 2.NTC的测温程序编写3.实战小练总结课后练习 1.NTC的原理
NTCNegative Temperature Coefficient是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷可制成具有负温度系数NTC的热敏电阻。其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料。 材料学中阻值和温度的关系公式 Rt RT0EXP(Bn(1/T-1/T0)) 式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值Bn为材料常数陶瓷晶粒本身由于温度变化而使电阻率发生变化这是由半导体特性决定的。
可以看一下实际的一个表格(温度和电阻的表也叫RT表)
厂家一般会提供给你这样一个表格当前温度对应的一个电阻的阻值那我们把它拉成一个表格以后就可以很清晰的看到 随温度升高阻值变小而且它每一个阻值对应的温度都是恒定的。采集出NTC的阻值来换算出温度。非常常用的温度采集的办法。
开发板上的NTC
电路图 NTC上部接R6的一个10K的一个分压电阻与NTC串联并且这个NTC边上并了一个电容起滤波作用可忽略。 实际的电路示意为 可以理解为是这么两个电阻进行的一个分压输出电压可以按公式计算。 实际使用是单片机采集到的一个这个脚的电压相当于就是Vref的一个电压也就是我们这里Vref和单片机的VREF一致。这边对应的是4096如果说换算成ADC的话。 也就是可以用adc的数值去代表对应的一个输出的一个adc的数值。可以在表格上查找或者插值。可以让单片机轻松很多嘛。计算的到可以用表格帮助我们很快的计算出温度。单片机尽量不让它做复杂的运算我们采集到单片机的ADC值是不是0-4095只能采集整数需要再数据处理时日前4舍5入。 假设采集数值为3908则温度是-35度那么如果采集值正好是3913数值正好卡在3908,3918之间。可以假设它如果说两个点之间间隙特别近可近似为一条直线可进行线性插值 线性插值得到结果。
2.NTC的测温程序编写
复制上节工程14.ADC应用改名为15.NTC温度采集,新建\HARDWARE\NTC单独模块并将.h文件加入C251引用路径。 需要新建采集函数输入参数是一个0至4095的一个ADC数值输出是一个-40至150度的温度温度换算成整数-400至1500放大10倍保留1位小数 函数返回值就是int类型int Temp_Cal(u16 adc); 以后的场景中不一定是NTC也可能是PT100等其他传感器单独用函数比较容易模块化管理。 在ntc.c中加入函数定义及头文件引用主函数里也要调用
#include ntc.h//
// 函数名称:Temp_Cal
// 函数功能:将读取到的ADC数值换算成温度
// 入口参数: adc:adc的数值
// 函数返回:当前的温度值保留1位小数-40至-150度的温度对应的数值为-400至1500
// 当前版本: VER1.0
// 修改日期: 2023
// 当前作者:
// 其他备注:
//
int Temp_Cal(u16 adc)
{}可以把对应的参数数组先写过来方便查看加入3列adc数值 温度 序号对齐一下。先定义数组 有3956肯定是16位的数组定义的数据部分需要加大括号表示赋初值
u16 adc_table[]
{ //adc数值 温度 序号3956, //-40 03947, //-39 13937, //-38 23928, //-37 33918, //-36 43908, //-35 53897, //-34 63886, //-33 73874, //-32 83863, //-31 93850, //-30 103837, //-29 113824, //-28 123810, //-27 133795, //-26 143779, //-25 153763, //-24 163747, //-23 173729, //-22 183711, //-21 193693, //-20 203673, //-19 213653, //-18 223632, //-17 233610, //-16 243587, //-15 253563, //-14 263538, //-13 273513, //-12 283486, //-11 293458, //-10 303429, //-9 313400, //-8 323369, //-7 333338, //-6 343305, //-5 353272, //-4 363238, //-3 373203, //-2 383167, //-1 393131, //0 403093, //1 413055, //2 423016, //3 432977, //4 442936, //5 452895, //6 462853, //7 472811, //8 482768, //9 492725, //10 502682, //11 512637, //12 522593, //13 532548, //14 542503, //15 552458, //16 562412, //17 572366, //18 582321, //19 592275, //20 602229, //21 612184, //22 622138, //23 632093, //24 642048, //25 652003, //26 661959, //27 671914, //28 681871, //29 691827, //30 701784, //31 711742, //32 721699, //33 731658, //34 741617, //35 751577, //36 761537, //37 771498, //38 781459, //39 791421, //40 801384, //41 811348, //42 821312, //43 831277, //44 841243, //45 851209, //46 861176, //47 871144, //48 881112, //49 891082, //50 901052, //51 911023, //52 92994 , //53 93966 , //54 94939 , //55 95913 , //56 96887 , //57 97862 , //58 98837 , //59 99813 , //60 100790 , //61 101768 , //62 102745 , //63 103724 , //64 104703 , //65 105683 , //66 106664 , //67 107644 , //68 108626 , //69 109608 , //70 110590 , //71 111573 , //72 112557 , //73 113541 , //74 114525 , //75 115510 , //76 116495 , //77 117481 , //78 118468 , //79 119454 , //80 120441 , //81 121429 , //82 122417 , //83 123405 , //84 124394 , //85 125382 , //86 126372 , //87 127361 , //88 128351 , //89 129342 , //90 130332 , //91 131323 , //92 132314 , //93 133305 , //94 134297 , //95 135289 , //96 136281 , //97 137274 , //98 138266 , //99 139259 , //100 140252 , //101 141246 , //102 142239 , //103 143233 , //104 144227 , //105 145221 , //106 146215 , //107 147209 , //108 148204 , //109 149199 , //110 150194 , //111 151189 , //112 152184 , //113 153179 , //114 154175 , //115 155170 , //116 156166 , //117 157162 , //118 158158 , //119 159154 , //120 160150 , //121 161146 , //122 162143 , //123 163139 , //124 164136 , //125 165133 , //126 166129 , //127 167126 , //128 168123 , //129 169120 , //130 170117 , //131 171114 , //132 172112 , //133 173109 , //134 174106 , //135 175104 , //136 176101 , //137 17799 , //138 17897 , //139 17994 , //140 18092 , //141 18190 , //142 18288 , //143 18386 , //144 18484 , //145 18582 , //146 18680 , //147 18778 , //148 18876 , //149 18975 , //150 190
};
根据温度-ADC值计算表adc数值的最大值3956最小值75此区间以外的数值无效先剔除 如果大于数据表最大值直接返回最小值int类型最小值 -32768,小于最小值不处理直接返回最大值其他情况再进行逐一比较 if( adc adc_table[0] ) //温度大于最小温度的adc数值表示超量程返回最小数值return -32768;else if ( adc adc_table[190] ) //不处理直接返回最大值return 32767;else //循环比较{}else中比较数据的三种情况等于小于和大于 for( i0;i190;i) //数据的三种情况等于小于和大于{if( adc adc_table[i] ){return i-40; //换算成温度减40}else if( adc adc_table[i] ){//不处理i会}else{return i-1-40;}}在demo.c中调用函数Temp_Cal进行测试。删除while中的无用代码定义变量int TEMP_VAL;//存放温度数值。 假定adc数据为1500用于测试
while(1) //死循环{delay_ms(2);if( DeviceState ! DEVSTATE_CONFIGURED ) //continue;if( bUsbOutReady ){usb_OUT_done();TEMP_VAL Temp_Cal(1500); //根据adc计算当前温度printf(当前温度%d\r\n,TEMP_VAL);}if( TIM_10MS_Flag1 ) //如果10ms到了{TIM_10MS_Flag 0; //清空标志位}}打开adc初始化屏蔽VREF_VAL ADC_Init();//VREF_VAL ADC_VrefCal();//adc初始化电源电压读取编译下载在串口工具中随意发送内容单片机接收到一个数据信息后就可以执行if( bUsbOutReady )的内容 发送任意数据显示“当前温度37”实现了整数部分的显示。 接下来要把小数部分也显示出来。保留1位小数显示出来修改 else{i i - 1;temp adc_table[i] - adc;temp temp *10 / (adc_table[i]-adc_table[i1]);temp (i-40)*10;return temp;}插值计算示意图 如果adc的入口参数是1500计算返回值为379重新编译下载串口工具显示“当前温度379”已正常实现。
3.实战小练
做一个简易温度计 1.能检测当前的温度,保留一位小数(上节函数已实现) 2.数码管显示当前温度。在demo.c中的 TIM_10MS_Flag代码段中实现。看一下数码管代码中要用到的哪几个。 因为NTC的温度变化比较慢300-500ms刷新一次即可定义计数变量int count 0 count;if (count 30) //每次延时10ms30次延时300ms{count 0;//待延时执行代码部分}修改代码ADC_Read(3)的返回值作为Temp_Cal的入口参数 if( TIM_10MS_Flag 1 ) //如果10ms到了{TIM_10MS_Flag 0; //清空标志位count;if (count 30) //每次延时10ms30次延时300ms{count 0;TEMP_VAL Temp_Cal(ADC_Read(3)); //根据adc计算当前温度,NTC在通道3上SEG0 TEMP_VAL / 1000 % 10 ;SEG1 TEMP_VAL / 100 % 10 ;SEG2 TEMP_VAL / 10 % 10 10; //10,增加小数点位的显示SEG3 TEMP_VAL / 1 % 10;}}P1.3还需要设置为高阻输入利用stc工具P1M0 0x00; P1M1 0x08; //P1.3高阻输入放在adc初始化之后。 编译下载正常显示温度。不同开发板NTC位置可能有区别对照原理图找一下。
总结
1.学会使用NTC测量温度。 2.举一反三,可以了解别的例如PT100等的电阻测温。 3.ADC章节结束,课外可以尝试别的ADC的传感器。
课后练习
给今天的温度计增加如下功能: 1.增加开关机按键,开机数码管显示—关机数码管不显示 2 开机之后按下测量键测量20次数据间隔50ms测量一次并计算平均值并显示。 3.测量完成蜂鸣一声LED背光灯点亮三秒后熄灭。 4.30秒不操作自动关机。 最后希望大家课后去看看试验箱程序里的关手ADC的代码学习和理解下别人好的代码。
