STC8H8L64U單片機使用NTC采集轉換溫度程序

ID:1020872 · 發表于 2023-10-14 13:59

傳統的NTC檢測溫度，需要根據規格書去查表對應溫度的電阻值，每更換一種NTC就需要重新移植NTC對應的溫度電壓表。
對于嚴格要求溫度的精確度的產品建議查表進行
對于可容忍正負1攝氏度的產品建議查用算法進行計算，這樣就不需要在更換NTC后進行溫度表的重新抄寫移植。
中間顯示的是NTC的電壓值，左上顯示的第一個溫度是NTC的溫度25，右下角顯示的溫度是DS18B20讀取的溫度23，
兩個溫度相差2度，如果對溫度不是很嚴格我建議就是使用一個NTC就行，NTC溫度換算有兩種方式，一種是查表法，
通過羅列每個溫度對應的電阻值去查詢，我覺得太麻煩了，所以我就使用了公式法，套用了公式，計算出來的結果還行，
比較接近，但是占用運行空間比較大，因為要使用math.h函數開始上圖，歡迎大家討論

制作出來的實物圖如下：

電路原理圖如下：

單片機源程序如下:

/*初始化時先把要ADC轉換的引腳設置為高阻輸入.
過采樣提升N位分辨率：進行2的2N次方轉換，累加值右移N位，提升N位分辨率
12位ADC，采樣4次數值累加后除以2，結果便為13位過采樣ADC數值.
同理12位ADC，采樣16次數值累加以后除以4，結果便為14位過采樣ADC數值.
程序提供了兩種軟件防抖的方式供參考選用：
1. 使用冒泡排序，去掉最高值、最低值，求中間平均值（不需要的話屏蔽 BUBBLE_SORT 定義）
2. 采樣累加，求平均值（不需要的話可將 SUM_LENGTH 定義值改為 1 ）
******************************************/
#include <ADC.h>
#include <delay.h>
#include "TFT.h"
#define BUBBLE_SORT //設置使用冒泡排序，去掉最高值、最低值，求中間平均值（不需要的話屏蔽此行）
#define SUM_LENGTH 16 /* 平均值采樣次數最大值16（不需要的話可將定義值改為 1 ）*/
/************* 本地常量聲明 **************/
#define ADC_SPEED 15 /* 0~15, ADC轉換時間(CPU時鐘數) = (n+1)*32 ADCCFG */
#define RES_FMT (1<<5) //1右移5位即為00100000，這個位設置為1 /* ADC結果格式 0: 左對齊, ADC_RES: D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4, ADC_RESL: D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 */
/* ADCCFG 1: 右對齊, 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，求中間平均值
u16 ADC_Buffer[16];
#endif
/**********************************************/
void ADCINIT()
{
ADCTIM = 0x3f; //設置通道選擇時間、保持時間、采樣時間
ADCCFG = RES_FMT + ADC_SPEED;
//ADC模塊電源打開后，需等待1ms，MCU內部ADC電源穩定后再進行AD轉換
ADC_CONTR = 0x80; //ADC on + channel
}
/******************** 計算溫度 *********************/
/*傳統的NTC檢測溫度，需要根據規格書去查表對應溫度的電阻值，每更換一種NTC就需要重新移植NTC對應的溫度電壓表。
對于嚴格要求溫度的精確度的產品建議查表進行
對于可容忍正負1攝氏度的產品建議查用算法進行計算，這樣就不需要在更換NTC后進行溫度表的重新抄寫移植。
NTC熱敏電阻的計算公式為：
Rt = R EXP(B(1/T1-1/T2))
其中：
T1:單位為開爾文溫度，T1=當前攝氏度+273.15
T2:單位為開爾文溫度，T2=25+273.15
Rt:即為NTC在T1溫度下的電阻值(這個可以通過2.5V電壓串聯一個10K電阻和10KNTC,通過計算流過電阻的電流和NTC上的分壓計算而出)
R:熱敏電阻在T2常溫下的標稱阻值。100K的熱敏電阻25℃的值為100K（即R=100K）。此值可以查表NTC規格書
B:是熱敏電阻的參數，NTC的規格書會標出
EXP:舉個例子EXP(2)，即為無理數e的2次方
當前已知NTC電阻值，求此時的溫度，將公式進行換算得
T1 =1/(ln(Rt/R)/B+1/T2)
所求攝氏度為
C= T1-273.15
*/
#define Vref 2.5
float BSP_Get_Temperature(float vadc)
{
float temp,r,x;
float Rp=10000.0; //10K，25度時的阻值
float T2 = (273.15+25.0); //T2，25度時的開爾文溫度
float Bx = 3435.0; //B值
float Ka = 273.15; //開爾文溫度
r=vadc/((Vref-vadc)/10000);//此處是為了計算NTC的電阻，NTC是通過2.5V電壓串聯一個10K電阻和10KNTC,通過計算流過電阻的電流和NTC上的分壓計算而出
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
//========================================================================
// 函數: void DataSwap(u16* data1, u16* data2)
// 描述: 數據交換函數。
// 參數: data1,data2 要交換的數據.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2021-9-27
// 備注:
//========================================================================
void DataSwap(u16* data1, u16* data2)
{
u16 temp;
temp = *data1;
*data1 = *data2;
*data2 = temp;
}
//========================================================================
// 函數: void BubbleSort(u16* pDataArry, u8 DataNum)
// 描述: 冒泡排序函數。
// 參數: pDataArry需要排序的數組，DataNum需要排序的數據個數.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2021-9-27
// 備注:
//========================================================================
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) //上一輪比較中不存在數據交換，則退出排序
{
break;
}
}
}
#endif
//========================================================================
// 函數: u16 Get_ADC12bitResult(u8 channel)) //channel = 0~15
// 描述: 查詢法讀一次ADC結果.
// 參數: channel: 選擇要轉換的ADC, 0~15.
// 返回: 12位ADC結果.
// 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; //啟動 AD 轉換
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while((ADC_CONTR & 0x20) == 0); //等待ADC結束
ADC_CONTR &= ~0x20; //清除ADC結束標志
return (((u16)ADC_RES << 8) | ADC_RESL);
}
/***********************************
查詢方式做一次ADC, chn為通道號, chn=0~7對應P1.0~P1.7, chn=8~14對應P0.0~P0.6, chn=15對應BandGap電壓.
***********************************/
float ADC_convert(u8 chn)
{
u16 j;
u8 k; //平均值濾波時使用
float vADC;
Get_ADC12bitResult(chn); //參數i=0~15,查詢方式做一次ADC, 切換通道后第一次轉換結果丟棄. 避免采樣電容的殘存電壓影響.
Get_ADC12bitResult(chn); //參數i=0~15,查詢方式做一次ADC, 切換通道后第二次轉換結果丟棄. 避免采樣電容的殘存電壓影響.
#ifdef BUBBLE_SORT //使用冒泡排序，去掉最高值、最低值，求中間平均值
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]; //取中間8個數據
j >>= 3; // 右移3位(除8)，求平均
#else //采樣累加，求平均值（不需要的話可將 SUM_LENGTH 定義值改為 1 ）
for(k=0, j=0; k<SUM_LENGTH; k++) j += Get_ADC12bitResult(chn); // 采樣累加和參數0~15,查詢方式做一次ADC, 返回值就是結果
j = j / SUM_LENGTH; // 求平均
#endif
vADC = ((float)j * 2.5 / 4096); //計算NTC電壓, Vref=2.5V
//過采樣例子
// for(k=0, j=0; k<16; k++) j += Get_ADC12bitResult(chn); // 采樣累加和參數0~15,查詢方式做一次ADC, 返回值就是結果
// vADC = j / 4; // 12位ADC，采樣16次數值累加后除以4，結果便為14位過采樣ADC數值
// vADC = (vADC * 2.5 / 16384); //計算NTC電壓, Vref=2.5V
return(vADC);
}
void displayADC()
{
unsigned int m1,m2,m3,m4,m5,m6,VADC,tADC;
VADC=ADC_convert(3)*1000;//讀取溫度
tADC = BSP_Get_Temperature(ADC_convert(3)); //計算溫度值
m1=VADC/1000; ///號是求整 %是求余
m2=VADC%1000/100;//為什么要除于10000呢，因為一開始溫度換算的時就已經乘以100倍了，如果溫度是110度，此時得出來的數就是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);
}

復制代碼

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

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