[应用方案] ML51单片机通过ADC驱动NTC传感器测量温度

NTC传感器如下图所示，NTC随着温度的升高，阻抗降低。手册给出了阻抗到温度的转换公式。


我们可以通过ML51单片机提供 12位ADC读取串联电阻的分压，根据参考电阻计算传感器的阻抗，然后用手册的温度计算公式计算温度。下图是手册中给出的几个常用计算常数B，可根据测量范围合理选择，提高测量精度。

实现温度转换

手册中提供的公式：R=R0 exp B(1/T - 1/T0);
R是待测电阻，R0是某个温度T0 K下已知电阻，B是温度传感器的常数
反推上述公式T = temp=1/((1/T0) (log(RT/R0)/B));
例如，代入数据测试T0=25摄氏度时候R0=10K欧姆，在实际计算中使用绝对温度，单位开尔文
测试上述公式后，即正确。
根据手册中该型号的B常数，在25-50度之间使用3380，在25-80度之间使用3428，在25-85度之间使用3434，在25-100摄氏度之间使用3455.
本项目采用3455计算方便。
完成代码如下所示。

//***********************************************************************************************************

//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 starts

here 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 P0.5as 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("\n ADC result = %d  ", ADCRESULT);

        Timer0_Delay(24000000,100,5000);

                                Rval=1000*((ADCRESULT*6.2)/(4095-ADCRESULT));

                                printf("\n Rval=%d Ohm",(unsigned int)Rval);

                                temp=Res_to_Tem(Rval);

                                printf("\n temp=%.2f",temp-K);

                                printf("\n----------------");                                       

    }

  

}

将阻抗转换为温度作为一个独立的头文件
NTC.h

#define K 273.15

#define T0 (25.0+K)

#define R0 10000.0

#define B 3455.0        

/*

电阻值换算到温度

adc_val:NTC当前的阻抗值，单位欧姆

返回值：摄氏度

*/

float Res_to_Tem(float adc_val)

{

        float temp;

        temp=1/((1/T0)+(log(adc_val/R0)/B));

        return temp-K;

}

这样就可以直接调用得出摄氏度了。本例子，采用串口打印的测量结果如下图所示。 
手册还给出的查表方法，给出了几个特殊点，如下图所示

绘制出曲线如下图所示。

点评：NTC测量温度成本低，响应迅速，只需要使用1路ADC通道即可。比数字类型的温度计驱动更加容易，使用更加灵活，还可以自己实现校准功能。
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作者：gaoyang9992006
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来源：21ic.com
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