STM32 ADC NTC热敏电阻二分(折半)查表法实现测温功能

本文主要描述 - STM32 ADC NTC热敏电阻二分(折半)查表法测温功能的思路和代码实现

NTC的相关属性：R25=10K±3% B25/50=4100K±3% 10K上拉

STM32 ADC实现NTC测温的电路示意图如下：

STM32的ADC分辨率为12位，模数转换的范围 0~4095(0x000~0xFFF)

针对以上描述的NTC属性以及电路，对应的温度和测量的数字量的关系表：

static const uint16 R10K_TAB[] = { //R25=10K±3% B25/50=4100K±3% 10K上拉3738,3719,3698,3677,3655,3631,3607,3582,3556,3530,   //-20℃ ... -11℃3502,3473,3443,3412,3381,3348,3314,3280,3244,3208,   //-10℃ ...  -1℃3170,3132,3093,3053,3012,2970,2928,2885,2842,2797,   //  0℃ ...   9℃2752,2707,2661,2615,2568,2522,2474,2427,2379,2332,   // 10℃ ...  19℃2284,2237,2189,2142,2095,2048,2001,1954,1908,1863,   // 20℃ ...  29℃1818,1773,1729,1685,1642,1600,1558,1517,1477,1437,   // 30℃ ...  39℃1398,1360,1323,1286,1250,1215,1180,1147,1114,1082,   // 40℃ ...  49℃1051,1020, 990, 961, 933, 905, 878, 852, 827, 802,   // 50℃ ...  59℃778, 755, 732, 710, 688, 668, 647, 628, 609, 590,   // 60℃ ...  69℃572, 555, 538, 522, 506, 491, 476, 461, 447, 434,   // 70℃ ...  79℃421, 408, 395, 384, 372, 361, 350, 340, 330, 320,   // 80℃ ...  89℃311, 302, 293, 284, 276, 268, 261, 253, 246, 239,   // 90℃ ...  99℃233, 226, 220, 214, 209, 203                         //100℃ ... 105℃
};

将数据表的数据放到Excel中查看曲线的形状

从图中可以看出，NTC的温度与数字量的关系比较接近一元线性关系，数字量越大，温度值越低，负相关。那么将两度之间的小数度数几乎可以认为就是线性的，下面介绍计算小数精度的方法按照线性处理。

在数据表中给出的数据，是整数温度对应的数字量，本次实验测量的精度为0.1℃，测量的数字量值很可能是在两个整数度中间，如ADC采样的数字量为 0x80C，十进制是2060，对应在数据表的2048(25℃)和2095(24℃)中间，计算方式按照线性处理如下：

关于二分（折半）查找的方法，肯定是要比逐次对比效率要高很多，至于效率高多少就不分析了，这里我按照二分查找的思路来进行。由于采样的ADC数字量可能在表中查找不到，但是可以查找出在哪个范围内，就如我上述举例的情况，采样是 2060，在2048和2095之间，至于怎么实现二分查找，参考一下下面的代码。

函数方法实现的思路，在第一图电路示意图中如果没有接NTC传感器，相当于是开路，ADC采样的值相当于电源电压；如果将NTC的两个端子用导线短接，ADC采样的值相当于GND；考虑到极限的情况温度低于-20℃，采样的数字量值不在数据表范围内，即大于3738；同样，如果实际测量温度高于105度，采样的数字量值不在数据表范围内，即小于203；其他的情况就属于正常可以查表的数字量。开路测量电源电压时，可能会稍低于0XFFF，我这里留出一些余量0X00F;短路测GND的电压数字量时，可能会稍微高于0X000，也留出余量0X00F。

用图来表示

下面是具体的代码实现：(代码中小数部分，通过*10的倍率来表示，即247代表24.7℃)

z_hardware_adc.c

#ifndef __Z_HARDWARE_ADC_H
#define __Z_HARDWARE_ADC_H
#include "z_hardware_adc.h"
#endif#define SHORT_CIRCUIT_THRESHOLD 15
#define OPEN_CIRCUIT_THRESHOLD 4080static const u16 R10K_TAB[] = { //R25=10K±3% B25/50=4100K±3% 10K??3738,3719,3698,3677,3655,3631,3607,3582,3556,3530,   //-20? ... -11?3502,3473,3443,3412,3381,3348,3314,3280,3244,3208,   //-10? ...  -1?3170,3132,3093,3053,3012,2970,2928,2885,2842,2797,   //  0? ...   9?2752,2707,2661,2615,2568,2522,2474,2427,2379,2332,   // 10? ...  19?2284,2237,2189,2142,2095,2048,2001,1954,1908,1863,   // 20? ...  29?1818,1773,1729,1685,1642,1600,1558,1517,1477,1437,   // 30? ...  39?1398,1360,1323,1286,1250,1215,1180,1147,1114,1082,   // 40? ...  49?1051,1020, 990, 961, 933, 905, 878, 852, 827, 802,   // 50? ...  59?778, 755, 732, 710, 688, 668, 647, 628, 609, 590,   // 60? ...  69?572, 555, 538, 522, 506, 491, 476, 461, 447, 434,   // 70? ...  79?421, 408, 395, 384, 372, 361, 350, 340, 330, 320,   // 80? ...  89?311, 302, 293, 284, 276, 268, 261, 253, 246, 239,   // 90? ...  99?233, 226, 220, 214, 209, 203                         //100? ... 105?
};void init_adc(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ErrorStatus HSEStartUpStatus;RCC_DeInit();RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) {RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);RCC_PLLCmd(ENABLE);while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);}RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;//PC4GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);ADC_DeInit(ADC1);ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}u16 func_get_adc_valve_ch7(void)
{   ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}u8 func_get_ntc_temp(u16 value_adc, s16* value_temp)
{u8 index_l, index_r;u8 r10k_tab_size = 126;s32 temp = 0;if(value_adc <= SHORT_CIRCUIT_THRESHOLD){return 1;}else if(value_adc >= OPEN_CIRCUIT_THRESHOLD){return 2;}else if(value_adc > R10K_TAB[0]){return 3;}else if(value_adc < R10K_TAB[r10k_tab_size - 1]){return 4;}index_l = 0;index_r = r10k_tab_size - 1;for(;index_r - index_l > 1;){if((value_adc <= R10K_TAB[index_l]) && (value_adc > R10K_TAB[(index_r + index_l)%2 == 0 ? (index_r + index_l)/2 : (index_r + index_l)/2 + 1])){index_r = (index_r + index_l) % 2 == 0 ? (index_r + index_l)/2 : (index_r + index_l)/2 + 1;}else{index_l = (index_r + index_l)/2;}}if(R10K_TAB[index_l] == value_adc){temp = (((s16)index_l) - 20)*10;//rate *10}else if(R10K_TAB[index_r] == value_adc){temp = (((s16)index_r) - 20)*10;//rate *10}else{if(R10K_TAB[index_l] - R10K_TAB[index_r] == 0){temp = (((s16)index_l) - 20)*10;//rate *10}else{temp = (((s16)index_l) - 20)*10 + ((R10K_TAB[index_l] - value_adc)*100 + 5)/10/(R10K_TAB[index_l] - R10K_TAB[index_r]);}        }*value_temp = temp;return 0;
}

z_hardware_adc.h

#ifndef __STM32F10X_H
#define __STM32F10X_H
#include "stm32f10x.h"
#endifvoid init_adc(void);
u16 func_get_adc_valve_ch7(void);u8 func_get_ntc_temp(u16 value_adc, s16* value_temp);

测试的主函数代码：

#ifndef __STM32F10X_H
#define __STM32F10X_H
#include "stm32f10x.h"
#endif#ifndef __Z_UTIL_TIME_H
#define __Z_UTIL_TIME_H
#include "z_util_time.h"
#endif#ifndef __Z_HARDWARE_USART2_H
#define __Z_HARDWARE_USART2_H
#include "z_hardware_usart2.h"
#endif#ifndef __Z_HARDWARE_ADC_H
#define __Z_HARDWARE_ADC_H
#include "z_hardware_adc.h"
#endif#ifndef __Z_HARDWARE_LED_H
#define __Z_HARDWARE_LED_H
#include "z_hardware_led.h"
#endifint main()
{u8 buf[8];u16 val;s16 value_temp;u8 res;init_adc();init_hardware_usart2_dma(9600);init_led();val = func_get_adc_valve_ch7();for(;;){ val = func_get_adc_valve_ch7();res = func_get_ntc_temp(val, &value_temp);if(res == 0){buf[0] = value_temp >> 8;buf[1] = value_temp;func_usart2_dma_send_bytes(buf, 2);}func_led1_on();delay_ms(1000);func_led1_off();delay_ms(1000);}}

测试的效果，通过串口将16进制值打印出来如下：

STM32 ADC NTC热敏电阻二分(折半)查表法实现测温功能相关推荐

单片机c语言NTC温度查表程序,STM32查表法读NTC值并显示温度
STM32查表法读NTC值并显示温度 #include "stm32f10x.h"Y'+F0IZ+ #include "delay.h"pU'`9fLi_ #i ...
HAL库教程14：查表法测量NTC热敏电阻
STM32F4的AD采样的结果是12位的,即采样的最大值为4096.而参考电压是3.3V,所以3.3V与4096是对应的.当然3.3V只是理想状态,实际上可能略有偏差.假设单片机的AD采集引脚电压 ...
NTC查表法，采用二分法
做温控器,传感器采用NTC热敏电阻,前几年做的代码,为了省事方便,直接采用查询方法,从头到尾查询一边,一个200个元素的一维数组,例如NTC_ADC_TAB[200],最多要查询200次!方法很笨! ...
crc16modbus查表法_查表法计算CRC16校验值
/******************************************************************************* * Copyright (c) 201 ...
FPGA之道（63）“万能”的查表法
文章目录前言 "万能"的查表法正弦波发生器示例前言又好几天没更新了,这就是又停止了读书的节奏,终于在毕业论文可以稍微舒缓下来的时候更新了博客,完成一个系列,读完一本书等等都 ...
嵌入式C语言查表法的项目应用
嵌入式C实战项目开发技巧:如何对一个有规律的数组表进行位移操作就像下面的这个表之前写过上面这个标题的一篇文章,讲的是以位移的方式去遍历表中的数据,效率非常高,但是,如果要实现一个乱序的流水灯或者跑 ...
VTK修炼之道23：图像基本操作_灰度图像映射成伪彩色图像（查表法）
1.查表法伪彩图映射图像彩色映射的原理是首先生成一个颜色查找表,然后根据图像的一个标量值向颜色查找表中查找对应的颜色,并用新颜色值替代原来的像素值.VTK中vtkImageMapToColors负责 ...
数组---进制转换(查表法)
package com.shuzu; public class shuzuJinZhiZhuanHuan { * @param a 所要转换的十进制数,b 不同进制所要与(&)的数不同,wei ...
查表法实现反正切_关于python实现CRC32的应用和总结
关于python实现CRC32的应用和总结目前使用的Crc计算包含Crc32和Crc32mpeg2两种计算方式. 循环冗余检验 CRC 差错检测技术能够证明数据是完整的,是无差错的(只是非常近似的认 ...

STM32 ADC NTC热敏电阻二分(折半)查表法实现测温功能

STM32 ADC NTC热敏电阻二分(折半)查表法实现测温功能相关推荐

最新文章

热门文章