ch58x/ch59xADC差分取樣NTC電阻獲取當前溫度

小舟从此逝_1發表於2024-06-01
H5

前言：之前的文章中也有關於使用I2C器件進行溫度的採集的文章

採集溫度的方式不止使用感測器，也可以使用NTC溫敏電阻進行採集，此方法的外圍電路較為簡單切成本較低，程式碼也較為容易實現。

實現原理：先透過差分取樣電路進行採集，採集之後可以獲取NTC或者定值電阻的電壓；已知這些資訊可以透過歐姆定律得到當前電路的電流，根據串聯電路電流處處相等的特性可再透過歐姆定律獲取當前NTC的阻值。（溫度越高NTC阻值越小，溫度越低NTC阻值越大）

獲取到了當前NTC的阻值可以透過查表得到一個粗略的溫度，也可以透過公式獲得當前的溫度較為準確一些。

NTC 熱敏電阻溫度計算公式：Rt = R*EXP(B(1/T1-1/T2))

其中，T1和T2指的是K度，即開爾文溫度。

Rt 是熱敏電阻在T1溫度下的阻值。

R是熱敏電阻在T2常溫下的標稱阻值。100K的熱敏電阻25℃的值為10K（即R=10K）。T2=(273.15+25)

EXP是e的n次方

透過此公式可以得到溫度轉換的公式：T1 =1/(ln(Rt/R)/B+1/T2)-273.15+0.5；

這裡+0.5的誤差矯正。

1、NTC電阻的選型：

NTC實際的選型B值是一個很關鍵的引數，同時也要考慮自己的實際應用去選擇合適阻值的電阻；筆者這裡為了簡便計算選擇了10k的定值電阻與B值為3950的10k的NTC；

硬體設計：

2、程式碼實現：

#include "CH59x_common.h"
#include "math.h"
uint16_t adcBuff[40];
float sum=0;//多次取樣和
float averagevalue =0;//平均值
volatile uint8_t adclen;
volatile uint8_t DMA_end = 0;
float basicvalue = 3.3;//輸入電壓
float Difference=0;//壓差
float currentvalue=0;//電流
float NTC=0;//NTC阻值
float temp=0;//溫度
int main()
{

    uint8_t      i; 
    SetSysClock(CLK_SOURCE_PLL_60MHz);

    /* 配置串列埠除錯 */
    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(); // 連續取樣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、驗證現象：

程式碼列印溫度：

實際溫度：

4：注意事項：

再使用的時候需要使用精度較高的定製電阻，MCU的供電電壓與參考電壓穩定，同時NTC的供電要穩定。

常用溫度阻值對照表：

僅用於個人學習分享；

如有錯漏請指正。

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