嵌入式硬件 c语言 mcu 单片机测量NTC热敏电阻温度的方法（含程序代码）

1、NTC介绍

NTC是负温度系数热敏电阻，随着温度的升高，NTC的阻值会呈非线性的下降。

2、硬件连接

这里采用100k 3950的热敏电阻，100k代表的是在25℃下的标准阻值，3950是热敏电阻的B值，B值与电阻温度系数正相关，也就是说B值越大，其电阻温度系数也就越大。

3、 温度计算

网上查找我们所选用NTC对应的R-T对照表，也就是温度阻值对照表。根据R-T表绘制出的曲线图发现这是一个非线性曲线，所以我们很难求解。这个时候我们可以采用曲线拟合的方法，划分成很多个区间，每个区间都是一段小直线，就类比分段函数，区间划分的越多结果就越精确。这样我们只要知道NTC的阻值，找到对应的区间，带入一元一次方程求解就可以计算出对应的温度值。NTC的阻值可以通过单片机ADC采集100K电阻两端电压，然后根据电阻分压来算出。

下图是用Excel表绘制出的曲线图，Y轴是温度,单位℃，X轴是电阻值,单位KΩ。

 4、代码

1、本次需要测量的温度范围为-30~90度之间，划分为120个区间，网上查找3950 100k热敏电阻所对应的R-T对照表，把各温度对应的电阻值写入一个数值中。

// b值为3950 的NTC阻值表，单位为10Ω

uint32_t NTC[121]=

{

178797, //-30

167960, //-29

157850, //-28

148415, //-27

139606, //-26

131377, //-25

123686, //-24

116495, //-23

109769, //-22

103474, //-21

97580, //-20

92059, //-19

86886, //-18

82036, //-17

77487, //-16

73218, //-15

69212, //-14

65449, //-13

61915, //-12

58593, //-11

55470, //-10

52532, //-9

49768, //-8

47166, //-7

44715, //-6

42407, //-5

40232, //-4

38182, //-3

36248, //-2

34423, //-1

32701, //0

31076, //1

29541, //2

28090, //3

26720, //4

25424, //5

24198, //6

23039, //7

21942, //8

20903, //9

19920, //10

18988, //11

18105, //12

17268, //13

16475, //14

15722, //15

15008, //16

14331, //17

13688, //18

13077, //19

12497, //20

11946, //21

11422, //22

10924, //23

10450, //24

10000, //25

9571, //26

9163, //27

8774, //28

8405, //29

8052, //30

7717, //31

7397, //32

7092, //33

6801, //34

6524, //35

6259, //36

6007, //37

5766, //38

5536, //39

5316, //40

5106, //41

4906, //42

4714, //43

4531, //44

4356, //45

4188, //46

4028, //47

3875, //48

3728, //49

3588, //50

3454, //51

3325, //52

3202, //53

3084, //54

2970, //55

2862, //56

2758, //57

2658, //58

2563, //59

2471, //60

2383, //61

2299, //62

2218, //63

2140, //64

2065, //65

1994, //66

1925, //67

1859, //68

1795, //69

1734, //70

1675, //71

1619, //72

1564, //73

1512, //74

1462, //75

1414, //76

1367, //77

1322, //78

1279, //79

1238, //80

1198, //81

1159, //82

1122, //83

1086, //84

1052, //85

1019, //86

987, //87

956, //88

926, //89

898 //90

};

2、温度计算代码如下：

#define REF_RES_VAL 10000 //参考电阻为100K=10000*10, 单位是10Ω

uint16_t VCC,NTC1_VOLT,NTC2_VOLT;

uint16_t get_value[8];

extern uint32_t NTC[121];

uint16_t Voltage_Samples(adc_channel_t ch)

{

uint16_t InterrefVolt_ADC,ANI2_ADC,ANI3_ADC;

ADC_Converse(ADC_INTERREFVOLT, 8 , get_value);

InterrefVolt_ADC = ADC_MidAvg_Filter(get_value,8);

VCC = 1450*4096/InterrefVolt_ADC;

// printf("VCC = %dmv\r\n",VCC);

if(ch == ADC_CHANNEL_2)

{

ADC_Converse(ADC_CHANNEL_2, 8 , get_value);

ANI2_ADC = ADC_MidAvg_Filter(get_value,8);

NTC1_VOLT = ANI2_ADC*VCC/4096;

ADC_Stop();

// printf("NTC1_VOLT = %dmv\r\n",NTC1_VOLT);

return NTC1_VOLT;

}

if(ch == ADC_CHANNEL_3)

{

ADC_Converse(ADC_CHANNEL_3, 8 , get_value);

ANI3_ADC = ADC_MidAvg_Filter(get_value,8);

NTC2_VOLT = ANI3_ADC*VCC/4096;

ADC_Stop();

// printf("NTC2_VOLT = %dmv\r\n",NTC2_VOLT);

return NTC2_VOLT;

}

return 0;

}

uint16_t ADC_MidAvg_Filter(uint16_t *buf, uint8_t num)

{

uint8_t i, j;

uint16_t tmp;

uint32_t sum;

/* sort the value from small to large */

for(i = 0; i < num; i++)

{

for(j = 0; j < ((num - 1) - i); j++)

{

if(buf[j] > buf[j + 1])

{

tmp = buf[j];

buf[j] = buf[j + 1];

buf[j + 1] = tmp;

}

}

}

/* Remove the smallest and largest values, then take the average */

sum = 0;

for(i = 2; i < (num - 2); i++)

{

sum += buf[i];

}

tmp = (uint16_t) (sum / (num - 4));

return (tmp);

}

/*************************************************************************************************

* 函数名: CalcuTemp

* 参 数: 无

* 返回值: 无

* 描 述: 根据计算的阻值来查表，获取对应温度

*************************************************************************************************/

int16_t CalcuTemp(uint16_t getdata)

{

uint8_t i;

uint8_t TempeMiddle=60;

int16_t Temperature;

uint32_t resis;

resis = (uint32_t)(VCC-getdata)*REF_RES_VAL/getdata; //计算热敏电阻的阻值

// printf("Tempcalcu = %d\r\n",Tempcalcu);

if(resis >= NTC[0])

{

Temperature = -300;

}

else if(resis <= NTC[120])

{

Temperature = 900;

}

else

{

i = TempeMiddle;

if(resis > NTC[i])

{

for(i=TempeMiddle-1; i>=0; i--)

{

if(resis <= NTC[i]) //NTC[i+1] < resis < NTC[i]

{

break;

}

}

}

else

{

for(i=TempeMiddle+1; i<120; i++)

{

if(resis > NTC[i]) //NTC[i-1] < resis < NTC[i]

{

break;

}

}

i--;

}

TempeMiddle = i;

Temperature = (uint16_t)(TempeMiddle-30)*10+(NTC[i]-resis)*10/(NTC[i]-NTC[i+1]);

}

return Temperature;

}

void Get_Temperature(void)

{

float Temp1,Temp2;

Voltage_Samples(ADC_CHANNEL_2);

Voltage_Samples(ADC_CHANNEL_3);

Temp1= CalcuTemp(NTC1_VOLT)/10.0;

Temp2= CalcuTemp(NTC2_VOLT)/10.0;

printf("Temp1 = %.1f℃\r\n",Temp1);

printf("Temp2 = %.1f℃\r\n",Temp2);

}

推荐文章