1.NTC的原理
NTC（Negative Temperature Coefficient）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻。其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化。現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。
材料學(xué)中阻值和溫度的關(guān)系，公式： Rt = RT0EXP(Bn(1/T-1/T0))
式中RT、RT0分別為溫度T、T0時的電阻值，Bn為材料常數(shù)．陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電阻率發(fā)生變化，這是由半導(dǎo)體特性決定的。
可以看一下實(shí)際的一個表格(溫度和電阻的表也叫RT表)
廠家一般會提供給你這樣一個表格，當(dāng)前溫度對應(yīng)的一個電阻的阻值，那我們把它拉成一個表格以后就可以很清晰的看到：
隨溫度升高，阻值變小，而且它每一個阻值對應(yīng)的溫度都是恒定的。采集出NTC的阻值，來換算出溫度。非常常用的溫度采集的辦法。
開發(fā)板上的NTC
電路圖：
NTC上部接R6的一個10K的一個分壓電阻，與NTC串聯(lián)，并且這個NTC邊上并了一個電容（起濾波作用，可忽略）。
實(shí)際的電路示意為：
可以理解為是這么兩個電阻，進(jìn)行的一個分壓，輸出電壓可以按公式計(jì)算。
實(shí)際使用是，單片機(jī)采集到的一個這個腳的電壓，相當(dāng)于就是Vref的一個電壓，也就是我們這里Vref，和單片機(jī)的VREF一致。這邊對應(yīng)的是4096，如果說換算成ADC的話。
也就是可以用adc的數(shù)值去代表，對應(yīng)的一個輸出的一個adc的數(shù)值?？梢栽诒砀裆喜檎一蛘卟逯怠？梢宰寙纹瑱C(jī)輕松很多嘛。計(jì)算的到可以用表格，幫助我們很快的計(jì)算出溫度。單片機(jī)盡量不讓它做復(fù)雜的運(yùn)算，我們采集到單片機(jī)的ADC值是不是0-4095，只能采集整數(shù)，需要再數(shù)據(jù)處理時日前4舍5入。
假設(shè)采集數(shù)值為3908，則溫度是-35度，那么如果采集值正好是3913，數(shù)值正好卡在3908,3918之間?？梢约僭O(shè)，它如果說兩個點(diǎn)之間間隙特別近，可近似為一條直線，可進(jìn)行線性插值，
線性插值，得到結(jié)果。
2.NTC的測溫程序編寫
復(fù)制上節(jié)工程14.ADC應(yīng)用，改名為：15.NTC溫度采集,新建\HARDWARE\NTC，單獨(dú)模塊，并將.h文件加入C251引用路徑。
需要新建采集函數(shù)，輸入?yún)?shù)是一個0至4095的一個ADC數(shù)值，輸出是一個-40至150度的溫度，溫度換算成整數(shù)-400至1500，放大10倍（保留1位小數(shù)）
函數(shù)返回值就是int類型：int Temp_Cal(u16 adc);
以后的場景中不一定是NTC，也可能是PT100等其他傳感器，單獨(dú)用函數(shù)比較容易模塊化管理。
在ntc.c中加入函數(shù)定義及頭文件引用，主函數(shù)里也要調(diào)用：
#include "ntc.h"
//========================================================================
// 函數(shù)名稱:Temp_Cal
// 函數(shù)功能:將讀取到的ADC數(shù)值換算成溫度
// 入口參數(shù): @adc:adc的數(shù)值
// 函數(shù)返回:當(dāng)前的溫度值，保留1位小數(shù)，-40至-150度的溫度對應(yīng)的數(shù)值為-400至1500
// 當(dāng)前版本: VER1.0
// 修改日期: 2023
// 當(dāng)前作者:
// 其他備注:
//========================================================================
int Temp_Cal(u16 adc)
{
}
可以把對應(yīng)的參數(shù)數(shù)組先寫過來方便查看，加入3列：adc數(shù)值 溫度 序號，對齊一下。先定義數(shù)組：
有3956，肯定是16位的，數(shù)組定義的數(shù)據(jù)部分需要加大括號，表示賦初值：
u16 adc_table[]=
{ //adc數(shù)值 溫度 序號
3956, //-40 0
3947, //-39 1
3937, //-38 2
3928, //-37 3
3918, //-36 4
3908, //-35 5
3897, //-34 6
3886, //-33 7
3874, //-32 8
3863, //-31 9
3850, //-30 10
3837, //-29 11
3824, //-28 12
3810, //-27 13
3795, //-26 14
3779, //-25 15
3763, //-24 16
3747, //-23 17
3729, //-22 18
3711, //-21 19
3693, //-20 20
3673, //-19 21
3653, //-18 22
3632, //-17 23
3610, //-16 24
3587, //-15 25
3563, //-14 26
3538, //-13 27
3513, //-12 28
3486, //-11 29
3458, //-10 30
3429, //-9 31
3400, //-8 32
3369, //-7 33
3338, //-6 34
3305, //-5 35
3272, //-4 36
3238, //-3 37
3203, //-2 38
3167, //-1 39
3131, //0 40
3093, //1 41
3055, //2 42
3016, //3 43
2977, //4 44
2936, //5 45
2895, //6 46
2853, //7 47
2811, //8 48
2768, //9 49
2725, //10 50
2682, //11 51
2637, //12 52
2593, //13 53
2548, //14 54
2503, //15 55
2458, //16 56
2412, //17 57
2366, //18 58
2321, //19 59
2275, //20 60
2229, //21 61
2184, //22 62
2138, //23 63
2093, //24 64
2048, //25 65
2003, //26 66
1959, //27 67
1914, //28 68
1871, //29 69
1827, //30 70
1784, //31 71
1742, //32 72
1699, //33 73
1658, //34 74
1617, //35 75
1577, //36 76
1537, //37 77
1498, //38 78
1459, //39 79
1421, //40 80
1384, //41 81
1348, //42 82
1312, //43 83
1277, //44 84
1243, //45 85
1209, //46 86
1176, //47 87
1144, //48 88
1112, //49 89
1082, //50 90
1052, //51 91
1023, //52 92
994 , //53 93
966 , //54 94
939 , //55 95
913 , //56 96
887 , //57 97
862 , //58 98
837 , //59 99
813 , //60 100
790 , //61 101
768 , //62 102
745 , //63 103
724 , //64 104
703 , //65 105
683 , //66 106
664 , //67 107
644 , //68 108
626 , //69 109
608 , //70 110
590 , //71 111
573 , //72 112
557 , //73 113
541 , //74 114
525 , //75 115
510 , //76 116
495 , //77 117
481 , //78 118
468 , //79 119
454 , //80 120
441 , //81 121
429 , //82 122
417 , //83 123
405 , //84 124
394 , //85 125
382 , //86 126
372 , //87 127
361 , //88 128
351 , //89 129
342 , //90 130
332 , //91 131
323 , //92 132
314 , //93 133
305 , //94 134
297 , //95 135
289 , //96 136
281 , //97 137
274 , //98 138
266 , //99 139
259 , //100 140
252 , //101 141
246 , //102 142
239 , //103 143
233 , //104 144
227 , //105 145
221 , //106 146
215 , //107 147
209 , //108 148
204 , //109 149
199 , //110 150
194 , //111 151
189 , //112 152
184 , //113 153
179 , //114 154
175 , //115 155
170 , //116 156
166 , //117 157
162 , //118 158
158 , //119 159
154 , //120 160
150 , //121 161
146 , //122 162
143 , //123 163
139 , //124 164
136 , //125 165
133 , //126 166
129 , //127 167
126 , //128 168
123 , //129 169
120 , //130 170
117 , //131 171
114 , //132 172
112 , //133 173
109 , //134 174
106 , //135 175
104 , //136 176
101 , //137 177
99 , //138 178
97 , //139 179
94 , //140 180
92 , //141 181
90 , //142 182
88 , //143 183
86 , //144 184
84 , //145 185
82 , //146 186
80 , //147 187
78 , //148 188
76 , //149 189
75 , //150 190
};
根據(jù)溫度-ADC值計(jì)算表，adc數(shù)值的最大值3956，最小值75，此區(qū)間以外的數(shù)值無效，先剔除：
如果大于數(shù)據(jù)表最大值，直接返回最小值（int類型最小值： -32768）,小于最小值，不處理，直接返回最大值，其他情況再進(jìn)行逐一比較：
if( adc > adc_table[0] ) //溫度大于最小溫度的adc數(shù)值，表示超量程，返回最小數(shù)值
return -32768;
else if ( adc < adc_table[190] ) //不處理，直接返回最大值
return 32767;
else //循環(huán)比較
{
}
else中比較數(shù)據(jù)的三種情況，等于，小于和大于：
for( i=0;i<190;i++) //數(shù)據(jù)的三種情況，等于，小于和大于
{
if( adc == adc_table[i] )
{
return i-40; //換算成溫度減40
}
else if( adc < adc_table[i] )
{
//不處理，i會++
}
else
{
return i-1-40;
}
}
在demo.c中調(diào)用函數(shù)Temp_Cal進(jìn)行測試。刪除while中的無用代碼，定義變量：int TEMP_VAL;//存放溫度數(shù)值。
假定adc數(shù)據(jù)為1500（用于測試）：
while(1) //死循環(huán)
{
delay_ms(2);
if( DeviceState != DEVSTATE_CONFIGURED ) //
continue;
if( bUsbOutReady )
{
usb_OUT_done();
TEMP_VAL = Temp_Cal(1500); //根據(jù)adc計(jì)算當(dāng)前溫度
printf("當(dāng)前溫度：%d\r\n",TEMP_VAL);
}
if( TIM_10MS_Flag==1 ) //如果10ms到了
{
TIM_10MS_Flag = 0; //清空標(biāo)志位
}
}
打開adc初始化，屏蔽VREF_VAL：
ADC_Init();
//VREF_VAL = ADC_VrefCal();//adc初始化+電源電壓讀取
編譯，下載，在串口工具中隨意發(fā)送內(nèi)容，單片機(jī)接收到一個數(shù)據(jù)信息后，就可以執(zhí)行if( bUsbOutReady )的內(nèi)容：
發(fā)送任意數(shù)據(jù)，顯示：“當(dāng)前溫度：37”，實(shí)現(xiàn)了整數(shù)部分的顯示。
接下來要把小數(shù)部分也顯示出來。保留1位小數(shù)顯示出來，修改：
else
{
i = i - 1;
temp = adc_table[i] - adc;
temp = temp *10 / (adc_table[i]-adc_table[i+1]);
temp += (i-40)*10;
return temp;
}
插值計(jì)算示意圖：
如果adc的入口參數(shù)是1500，計(jì)算返回值為379，重新編譯下載，串口工具顯示：“當(dāng)前溫度：379”，已正常實(shí)現(xiàn)。
3.實(shí)戰(zhàn)小練
做一個簡易溫度計(jì)
1.能檢測當(dāng)前的溫度,保留一位小數(shù)；(上節(jié)函數(shù)已實(shí)現(xiàn))
2.數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。在demo.c中的 TIM_10MS_Flag代碼段中實(shí)現(xiàn)?？匆幌聰?shù)碼管代碼中要用到的哪幾個。
因?yàn)镹TC的溫度變化比較慢，300-500ms刷新一次即可，定義計(jì)數(shù)變量int count =0；
count++;
if (count >= 30) //每次延時10ms，30次延時300ms
{
count = 0;
//待延時執(zhí)行代碼部分
}
修改代碼ADC_Read(3)的返回值作為Temp_Cal的入口參數(shù)：
if( TIM_10MS_Flag == 1 ) //如果10ms到了
{
TIM_10MS_Flag = 0; //清空標(biāo)志位
count++;
if (count >= 30) //每次延時10ms，30次延時300ms
{
count = 0;
TEMP_VAL = Temp_Cal(ADC_Read(3)); //根據(jù)adc計(jì)算當(dāng)前溫度,NTC在通道3上
SEG0 = TEMP_VAL / 1000 % 10 ;
SEG1 = TEMP_VAL / 100 % 10 ;
SEG2 = TEMP_VAL / 10 % 10 +10; //+10,增加小數(shù)點(diǎn)位的顯示
SEG3 = TEMP_VAL / 1 % 10;
}
}
P1.3還需要設(shè)置為高阻輸入，利用stc工具：P1M0 = 0x00; P1M1 = 0x08; //P1.3高阻輸入，放在adc初始化之后。
編譯下載，正常顯示溫度。不同開發(fā)板NTC位置可能有區(qū)別，對照原理圖找一下。
總結(jié)
1.學(xué)會使用NTC測量溫度。
2.舉一反三,可以了解別的例如PT100等的電阻測溫。
3.ADC章節(jié)結(jié)束,課外可以嘗試別的ADC的傳感器。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-727841.html
課后練習(xí)
給今天的溫度計(jì)增加如下功能:
1.增加開關(guān)機(jī)按鍵,開機(jī)數(shù)碼管顯示—，關(guān)機(jī)數(shù)碼管不顯示
2 開機(jī)之后按下測量鍵，測量20次數(shù)據(jù)，間隔50ms測量一次，并計(jì)算平均值并顯示。
3.測量完成蜂鳴一聲，LED（背光燈）點(diǎn)亮三秒后熄滅。
4.30秒不操作自動關(guān)機(jī)。
最后希望大家課后去看看試驗(yàn)箱程序里的關(guān)手ADC的代碼，學(xué)習(xí)和理解下別人好的代碼。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-727841.html
到了這里，關(guān)于學(xué)習(xí)筆記|ADC|NTC原理|測溫程序|STC32G單片機(jī)視頻開發(fā)教程（沖哥）|第十九集：ADC應(yīng)用之NTC的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
