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ML51單片機通過ADC驅動NTC傳感器測量溫度實例

Q4MP_gh_c472c21 ? 來源:嵌入式ARM ? 作者:嵌入式ARM ? 2021-01-26 16:58 ? 次閱讀

NTC傳感器如下圖所示,NTC的阻抗隨著溫度升高而降低。手冊給出了阻抗到溫度的轉換公式。

e9b777ae-5f64-11eb-8b86-12bb97331649.png

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我們可以通過ML51單片機提供的12位ADC來讀取該串聯電阻的分壓,從而根據參考電阻計算出傳感器的阻抗,然后利用手冊的溫度計算公式計算出溫度。下圖是手冊給出的幾個常用計算常數B,可根據測量的范圍合理的選擇,用于提高測量精度。

ebdb1f4a-5f64-11eb-8b86-12bb97331649.png


實現溫度轉換

根據手冊提供的公式:R=R0 exp B(1/T - 1/T0);其中R是待測電阻,R0是某個溫度T0 K下的已知電阻,B是溫度傳感器常數。

通過以上公式反推T = temp=1/((1/T0)+(log(RT/R0)/B));

代入數據測試,例如T0=25攝氏度時候R0=10K歐姆,主意以上代入實際計算時候要使用絕對溫度,單位開爾文。

經過測試上述公式可以完成驗算,即,正確。

根據手冊該型號的B常數在25到50度之間采用3380,25到80之間采用3428,25到85之間采用3434,25到100攝氏度之間采用3455.

為了方便,本項目采用3455計算。

完成代碼如下所示。

//***********************************************************************************************************//  File Function: ML51 series ADC software trigger on shot demo code//***********************************************************************************************************#include "ML51.h"#include "math.h"#include "NTC.h"/******************************************************************************The main C function.  Program execution startshere after stack initialization.******************************************************************************/


void main (){  unsigned int ADCRESULT;        float Rval;        float temp;
/*For UART0 P0.5 TXD output setting* include gipo.c in Library for GPIO mode setting* include uart.c in Library Setting for UART0*/    MFP_P31_UART0_TXD;                              // UART0 TXD use P0.5    P31_QUASI_MODE;                                 // set P0.5  as Quasi mode for UART0 trasnfer    UART_Open(24000000,UART0_Timer3,115200);        // Open UART0 use timer1 as baudrate generate and baud rate = 115200    ENABLE_UART0_PRINTF;  /*  ADCS to trig ADC convert  * include adc.c in Library for ADC initial setting*/    ADC_Open(ADC_SINGLE,1);                                        //Enable ADC_CH4    ADC_ConvertTime(3,7);//* find ADC result in ADC interrupt*/                                                while(1)    {        set_ADCCON0_ADCS;                           // Software trig adc start        while((ADCCON0|CLR_BIT7)==CLR_BIT7);         // wait ADCF = 1;        ADCRESULT = (ADCRH<<4)+ADCRL;        printf("
 ADC result = %d  ", ADCRESULT);        Timer0_Delay(24000000,100,5000);                                Rval=1000*((ADCRESULT*6.2)/(4095-ADCRESULT));                                printf("
 Rval=%d Ohm",(unsigned int)Rval);                                temp=Res_to_Tem(Rval);                                printf("
 temp=%.2f",temp-K);                                printf("
----------------");                                           }  }

將阻抗轉換為溫度作為一個獨立的頭文件NTC.h
#define K 273.15#define T0 (25.0+K)#define R0 10000.0#define B 3455.0        
/*電阻值換算到溫度adc_val:NTC當前的阻抗值,單位歐姆返回值:攝氏度*/
float Res_to_Tem(float adc_val){        float temp;        temp=1/((1/T0)+(log(adc_val/R0)/B));        return temp-K;}
這樣就可以直接調用得出攝氏度了。本例子,采用串口打印的測量結果如下圖所示。

eddbf206-5f64-11eb-8b86-12bb97331649.png

手冊還給出的查表方法,給出了幾個特殊點,如下圖所示

f18adcd2-5f64-11eb-8b86-12bb97331649.png


繪制出曲線如下圖所示。


點評:NTC測量溫度成本低,響應迅速,只需要使用1路ADC通道即可。比數字類型的溫度計驅動更加容易,使用更加靈活,還可以自己實現校準功能。

責任編輯:xj

原文標題:實用應用案例:ML51單片機通過ADC驅動NTC傳感器測量溫度

文章出處:【微信公眾號:嵌入式ARM】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。


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