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使用NTC采集转换温度程序

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vivilyly|  楼主 | 2023-10-20 16:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式



/*初始化时先把要ADC转换的引脚设置为高阻输入.

过采样提升N位分辨率:进行2的2N次方转换,累加值右移N位,提升N位分辨率

12位ADC,采样4次数值累加后除以2,结果便为13位过采样ADC数值.

同理12位ADC,采样16次数值累加以后除以4,结果便为14位过采样ADC数值.

程序提供了两种软件防抖的方式供参考选用:
1. 使用冒泡排序,去掉最高值、最低值,求中间平均值(不需要的话屏蔽 BUBBLE_SORT 定义)
2. 采样累加,求平均值(不需要的话可将 SUM_LENGTH 定义值改为 1 )
******************************************/

#include <ADC.h>
#include <delay.h>
#include "TFT.h"

#define BUBBLE_SORT     //设置使用冒泡排序,去掉最高值、最低值,求中间平均值(不需要的话屏蔽此行)

#define SUM_LENGTH        16        /* 平均值采样次数 最大值16(不需要的话可将定义值改为 1 )*/

/*************        本地常量声明        **************/

#define        ADC_SPEED        15                /* 0~15, ADC转换时间(CPU时钟数) = (n+1)*32  ADCCFG */
#define        RES_FMT                (1<<5)        //1右移5位即为00100000,这个位设置为1  /* ADC结果格式 0: 左对齐, ADC_RES: D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4, ADC_RESL: D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 */
                                                        /* ADCCFG      1: 右对齐, ADC_RES: 0 0 0 0 D11 D10 D9 D8, ADC_RESL: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 */


#ifdef BUBBLE_SORT  //使用冒泡排序,去掉最高值、最低值,求中间平均值
u16 ADC_Buffer[16];
#endif

/**********************************************/
void ADCINIT()
{
        ADCTIM = 0x3f;  //设置通道选择时间、保持时间、采样时间
        ADCCFG = RES_FMT + ADC_SPEED;
        //ADC模块电源打开后,需等待1ms,MCU内部ADC电源稳定后再进行AD转换
        ADC_CONTR = 0x80;        //ADC on + channel
}

/******************** 计算温度 *********************/
/*传统的NTC检测温度,需要根据规格书去查表对应温度的电阻值,每更换一种NTC就需要重新移植NTC对应的温度电压表。
对于严格要求温度的精确度的产品建议查表进行
对于可容忍正负1摄氏度的产品建议查用算法进行计算,这样就不需要在更换NTC后进行温度表的重新抄写移植。
NTC热敏电阻的计算公式为:
Rt = R EXP(B(1/T1-1/T2))
其中:
T1:单位为开尔文温度,T1=当前摄氏度+273.15
T2:单位为开尔文温度,T2=25+273.15
Rt:即为NTC在T1温度下的电阻值(这个可以通过2.5V电压串联一个10K电阻和10KNTC,通过计算流过电阻的电流和NTC上的分压计算而出)
R:热敏电阻在T2常温下的标称阻值。100K的热敏电阻25℃的值为100K(即R=100K)。此值可以查表NTC规格书
B:是热敏电阻的参数,NTC的规格书会标出
EXP:举个例子EXP(2),即为无理数e的2次方

当前已知NTC电阻值,求此时的温度,将公式进行换算得
T1 =1/(ln(Rt/R)/B+1/T2)
所求摄氏度为
C= T1-273.15                     
*/

#define Vref     2.5

float BSP_Get_Temperature(float vadc)
{
    float temp,r,x;
          float Rp=10000.0;                 //10K,25度时的阻值         
          float T2 = (273.15+25.0);   //T2,25度时的开尔文温度
          float Bx = 3435.0;                //B值
          float Ka = 273.15;        //开尔文温度
                r=vadc/((Vref-vadc)/10000);//此处是为了计算NTC的电阻,NTC是通过2.5V电压串联一个10K电阻和10KNTC,通过计算流过电阻的电流和NTC上的分压计算而出
                temp=1/(log(r/Rp)/Bx+(1/T2));
                if(temp<Ka)
                {
                        x=Ka-temp;
                        Display_Digit_16x24(0, 74, GREEN, BLACK,10);
                }
                else
                {
                        x=temp-Ka;
                        Display_Digit_16x24(0, 74, BLACK, BLACK,15);
                }
                return x;
}


#ifdef BUBBLE_SORT  //使用冒泡排序
//========================================================================
// 函数: void DataSwap(u16* data1, u16* data2)
// 描述: 数据交换函数。
// 参数: data1,data2 要交换的数据.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2021-9-27
// 备注:
//========================================================================
void DataSwap(u16* data1, u16* data2)
{
        u16 temp;
        temp = *data1;
        *data1 = *data2;
        *data2 = temp;
}

//========================================================================
// 函数: void BubbleSort(u16* pDataArry, u8 DataNum)
// 描述: 冒泡排序函数。
// 参数: pDataArry需要排序的数组,DataNum需要排序的数据个数.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2021-9-27
// 备注:
//========================================================================
void BubbleSort(u16* pDataArry, u8 DataNum)
{
        bit flag;
        u8 i,j;
        for(i=0;i<DataNum-1;i++)
        {
                flag = 0;
                for(j=0;j<DataNum-i-1;j++)
                {
                        if(pDataArry[j] > pDataArry[j+1])
                        {
                                flag = 1;
                                DataSwap(&pDataArry[j], &pDataArry[j+1]);
                        }
                }
                if(!flag)  //上一轮比较中不存在数据交换,则退出排序
                {
                        break;
                }
        }
}
#endif

//========================================================================
// 函数: u16 Get_ADC12bitResult(u8 channel))        //channel = 0~15
// 描述: 查询法读一次ADC结果.
// 参数: channel: 选择要转换的ADC, 0~15.
// 返回: 12位ADC结果.
// 版本: V1.0, 2016-4-28
//========================================================================
u16        Get_ADC12bitResult(u8 channel)        //channel = 0~15
{
        ADC_RES = 0;
        ADC_RESL = 0;

    ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xF0) | 0x40 | channel;    //启动 AD 转换
    _nop_();
    _nop_();
    _nop_();
    while((ADC_CONTR & 0x20) == 0);   //等待ADC结束
    ADC_CONTR &= ~0x20;     //清除ADC结束标志
    return (((u16)ADC_RES << 8) | ADC_RESL);
}

/***********************************
查询方式做一次ADC, chn为通道号, chn=0~7对应P1.0~P1.7, chn=8~14对应P0.0~P0.6, chn=15对应BandGap电压.
***********************************/
float ADC_convert(u8 chn)
{
        u16        j;
        u8        k;                //平均值滤波时使用
    float vADC;

        Get_ADC12bitResult(chn);                //参数i=0~15,查询方式做一次ADC, 切换通道后第一次转换结果丢弃. 避免采样电容的残存电压影响.
        Get_ADC12bitResult(chn);                //参数i=0~15,查询方式做一次ADC, 切换通道后第二次转换结果丢弃. 避免采样电容的残存电压影响.

#ifdef BUBBLE_SORT  //使用冒泡排序,去掉最高值、最低值,求中间平均值

        for(k=0; k<16; k++)        ADC_Buffer[k] = Get_ADC12bitResult(chn);
        BubbleSort(ADC_Buffer,16);  //冒泡排序
        for(k=4, j=0; k<12; k++) j += ADC_Buffer[k];  //取中间8个数据
        j >>= 3;                // 右移3位(除8),求平均

#else   //采样累加,求平均值(不需要的话可将 SUM_LENGTH 定义值改为 1 )

        for(k=0, j=0; k<SUM_LENGTH; k++)        j += Get_ADC12bitResult(chn);        // 采样累加和 参数0~15,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果
        j = j / SUM_LENGTH;                // 求平均

#endif
    vADC = ((float)j * 2.5 / 4096);  //计算NTC电压, Vref=2.5V
    //过采样例子
//        for(k=0, j=0; k<16; k++)        j += Get_ADC12bitResult(chn);        // 采样累加和 参数0~15,查询方式做一次ADC, 返回值就是结果
//        vADC = j / 4;                // 12位ADC,采样16次数值累加后除以4,结果便为14位过采样ADC数值
//    vADC = (vADC * 2.5 / 16384);  //计算NTC电压, Vref=2.5V
return(vADC);
}


void displayADC()
{
         unsigned int m1,m2,m3,m4,m5,m6,VADC,tADC;
   VADC=ADC_convert(3)*1000;//读取温度
         tADC = BSP_Get_Temperature(ADC_convert(3)); //计算温度值
   
         m1=VADC/1000;  ///号是求整 %是求余  
         m2=VADC%1000/100;//为什么要除于10000呢,因为一开始温度换算的时就已经乘以100倍了,如果温度是110度,此时得出来的数就是11000,所以要除于10000
         m3=VADC%100/10;
         m4=VADC%10;
         m5=tADC%100/10;
         m6=tADC%10;
      
//         Display_Digit_12x24(12, 94, LIGHT_BLUE, BLACK,m1);
         Display_Digit_16x24(0, 50, GREEN, BLACK,m1);
         Display_Digit_16x24(16, 50, GREEN, BLACK,12);
         Display_Digit_16x24(32, 50, GREEN, BLACK,m2);
         Display_Digit_16x24(48, 50, GREEN, BLACK,m3);
         Display_Digit_16x24(64, 50, GREEN, BLACK,m4);
         Display_Digit_16x24(16, 74, GREEN, BLACK,m5);
         Display_Digit_16x24(32, 74, GREEN, BLACK,m6);
//         Display_Digit_12x24(48, 94, LIGHT_BLUE, BLACK,12);
//         Display_Digit_12x24(60, 94, LIGHT_BLUE, BLACK,m4);
//         Display_Digit_12x24(72, 94, LIGHT_BLUE, BLACK,m5);
        // Display_Digit_12x24(72, 94, LIGHT_BLUE, BLACK,13);
         
}




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沙发
tpgf| | 2023-11-7 09:21 | 只看该作者
ntc的初始信号是电阻吧 这个如何进行换算呢

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板凳
观海| | 2023-11-7 10:21 | 只看该作者
ntc本身阻值就比较大 会不会导致采集数据不准确呢

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地板
wowu| | 2023-11-7 20:57 | 只看该作者
ntc是一种传感器还是一个专用的模块啊

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5
guanjiaer| | 2023-11-7 21:51 | 只看该作者
本身这种传感器的变化范围就比较大 如何适应这种大范围的信号呢

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6
八层楼| | 2023-11-7 22:22 | 只看该作者
这种采集方式是全段线性的吗

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7
晓伍| | 2023-11-7 22:51 | 只看该作者
前端采集电路是如何处理的呢

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