热敏电阻

kay

2025-01-07

嵌入式

STC8H

NTC（Negative Temperature Coefficient）即负温度系数，是一种描述材料或元器件电阻值随温度变化的特性。具体来说，NTC指的是那些电阻值随温度升高而降低的材料或元器件。

原理图

remdianzuyuanlitu

R6 上标注的 10kΩ 通常是指 NTC 热敏电阻在某个特定温度下（25℃）的标称电阻值

计算热敏电阻位置的电压值

电容器两端的电压与谁并联，就跟谁电压相等。

以上图为例：

vcc 处电压为 3.3V，NTC 处的电压为 ntc_V，那么 R20 处的电压就是 (3.3 - ntc_v)V，那么流过 R20 的电流 I = (3.3 - ntc_v) / 10

假设 ntc-v 为 1.3 则 2 / 10 000 = 0.0002 安，也就是说经过 R20 的电流为 0.0002 安

同理，热敏电阻的电流 I = (ntc_V - 0) / 热敏电阻

又因为串联电路电流处处相等：(ntc_V / 热敏电阻) = (3.3 - ntc_v) / 10

所以：热敏电阻(KΩ) = ntc_V * 10 / （3.3 - ntc_V ）

电路中明明有一条路是电容的支路，但为什么还是按照串联计算呢

电容器在上电瞬间的行为表现为短路，因为当电容器刚刚连接到电源时，两个板之间的电势差为零，而电势的变化速度非常快。由于电容器的特性，当电压为零时，根据欧姆定律，电流会变为无限大，因此形成了短路的表象。

然而，这种短路现象并不会持续很久，电容器内的电荷和电势会很快建立起来，电流会逐渐降低直至稳定。那么此时就会形成断路的情况，那么也就可以当作这条路不存在了。

STC8H

实现

// NTC.h
#ifndef	__NTC_H
#define	__NTC_H

/*
函数声明
*/
// 热敏电阻初始化函数
void NTC_Init();

// 获取对应温度的函数
int NTC_GetTemperature();

#endif
=================================================================
// NTC.c
#include "NTC.h"
#include "GPIO.h"
#include "ADC.h"

// 热敏电阻与温度对照表
u16 code temp_table[]= {
	58354, // -55
	55464, // -54
	52698, // -53
	50048, // -52
	47515, // -51
	45097, // -50
	42789, // -49
	40589, // -48
	38492, // -47
	36496, // -46
	34597, // -45
	32791, // -44
	31075, // -43
	29444, // -42
	27896, // -41
	26427, // -40
	25034, // -39
	23713, // -38
	22460, // -37
	21273, // -36
	20148, // -35
	19083, // -34
	18075, // -33
	17120, // -32
	16216, // -31
	15361, // -30
	14551, // -29
	13785, // -28
	13061, // -27
	12376, // -26
	11728, // -25
	11114, // -24
	10535, // -23
	9986,  // -22
	9468,  // -21
	8977,  // -20
	8513,  // -19
	8075,  // -18
	7660,  // -17
	7267,  // -16
	6896,  // -15
	6545,  // -14
	6212,  // -13
	5898,  // -12
	5601,  // -11
	5319,  // -10
	5053,  // -9
	4801,  // -8
	4562,  // -7
	4336,  // -6
	4122,  // -5
	3920,  // -4
	3728,  // -3
	3546,  // -2
	3374,  // -1
	3211,  // 0
	3057,  // 1
	2910,  // 2
	2771,  // 3
	2639,  // 4
	2515,  // 5
	2396,  // 6
	2284,  // 7
	2177,  // 8
	2076,  // 9
	1978,  // 10
	1889,  // 11
	1802,  // 12
	1720,  // 13
	1642,  // 14
	1568,  // 15
	1497,  // 16
	1430,  // 17
	1366,  // 18
	1306,  // 19
	1248,  // 20
	1193,  // 21
	1141,  // 22
	1092,  // 23
	1044,  // 24
	1000,  // 25
	957,   // 26
	916,   // 27
	877,   // 28
	840,   // 29
	805,   // 30
	771,   // 31
	739,   // 32
	709,   // 33
	679,   // 34
	652,   // 35
	625,   // 36
	600,   // 37
	576,   // 38
	552,   // 39
	530,   // 40
	509,   // 41
	489,   // 42
	470,   // 43
	452,   // 44
	434,   // 45
	417,   // 46
	401,   // 47
	386,   // 48
	371,   // 49
	358,   // 50
	344,   // 51
	331,   // 52
	318,   // 53
	306,   // 54
	295,   // 55
	284,   // 56
	274,   // 57
	264,   // 58
	254,   // 59
	245,   // 60
	236,   // 61
	228,   // 62
	220,   // 63
	212,   // 64
	205,   // 65
	198,   // 66
	191,   // 67
	184,   // 68
	178,   // 69
	172,   // 70
	166,   // 71
	160,   // 72
	155,   // 73
	150,   // 74
	145,   // 75
	140,   // 76
	135,   // 77
	131,   // 78
	126,   // 79
	122,   // 80
	118,   // 81
	115,   // 82
	111,   // 83
	107,   // 84
	104,   // 85
	101,   // 86
	97,    // 87
	94,    // 88
	91,    // 89
	89,    // 90
	86,    // 91
	83,    // 92
	81,    // 93
	78,    // 94
	76,    // 95
	74,    // 96
	71,    // 97
	69,    // 98
	67,    // 99
	65,    // 100
	63,    // 101
	61,    // 102
	60,    // 103
	58,    // 104
	56,    // 105
	55,    // 106
	53,    // 107
	52,    // 108
	50,    // 109
	49,    // 110
	47,    // 111
	46,    // 112
	45,    // 113
	43,    // 114
	42,    // 115
	41,    // 116
	40,    // 117
	39,    // 118
	38,    // 119
	37,    // 120
	36,    // 121
	35,    // 122
	34,    // 123
	33,    // 124
	32,    // 125
};

// 设置热敏电阻要用到的引脚
void NIC_GPIO_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef NIC_GPIO_Init; //结构定义
	NIC_GPIO_Init.Pin  = GPIO_Pin_4; //指定要初始化的IO,
    // 指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
	NIC_GPIO_Init.Mode = GPIO_HighZ;	
    
	GPIO_Inilize(GPIO_P0, &NIC_GPIO_Init);//初始化
}

// ADC 转换
void NIC_ADC_Config(void) {
    ADC_InitTypeDef NIC_ADC_init;
	// ADC 模拟信号采样时间控制, 0~31（注意： SMPDUTY 一定不能设置小于 10）
	NIC_ADC_init.ADC_SMPduty = 31;	
    // 设置 ADC 工作时钟频率	ADC_SPEED_2X1T~ADC_SPEED_2X16T
	NIC_ADC_init.ADC_Speed = ADC_SPEED_2X1T;	
    // ADC结果调整,	ADC_LEFT_JUSTIFIED,ADC_RIGHT_JUSTIFIED
	NIC_ADC_init.ADC_AdjResult = ADC_RIGHT_JUSTIFIED;	
	NIC_ADC_init.ADC_CsSetup = 0; //ADC 通道选择时间控制 0(默认),1
	NIC_ADC_init.ADC_CsHold = 1; //ADC 通道选择保持时间控制 0,1(默认),2,3
	
	ADC_Inilize(&NIC_ADC_init);
	
	ADC_PowerControl(ENABLE);
}

// 热敏电阻初始化
void NTC_Init(void) {
    NIC_GPIO_Config();
    NIC_ADC_Config();
}

// 获取温度值
int NTC_GetTemperature() {
    float ntc_V; // ADC 处的电压
    float ntc_R; // ADC 处的电阻值
    float ntc_100R; // 热敏电阻的电阻值 * 100
    float diff; // 差值
    float min // 最小差值
    int i, index;
    // 获取 ADC 采样数值
    u16 adc_result = Get_ADCResult(ADC_CH12);	//channel = 0~15
    
    // 将采样的数值转换为电压值
    ntc_V = adc_result * 2.5 / 4096;
    
    // 根据电压求出电阻 电阻 = 电压 / 电流
    // 串联电路电流处处相等下
    ntc_R = ntc_V * 10 / ( 3.3 - ntc_V );
    
    // 用热敏电阻处的电阻与对照表中的数据进行比对进而得出温度值
    ntc_100R = 100 * ntc_R;
    // 遍历数组，比较差值最小的，就是当前的温度
    // 默认第一个元素插值最小
    index = 0; 
    // 数组中存放是是（阻值 x 100)
    // 默认数组中第一个元素的差值最小
    min = temp_table[0] - ntc_100R > 0? temp_table[0] - ntc_100R : -(temp_table[0] - ntc_100R);
    for(i = 0; i < sizeof(temp_table) / sizeof(u16); i++) {
        // 得出当前阻值与对照表中阻止的差
        diff = temp_table[i] - ntc_100R > 0? temp_table[i] - ntc_100R: -(temp_table[i] - ntc_100R);
        // 获取差值最小的下标
        if(diff < min) {
        	min = diff;
            index = i;
    	}
    }   
    return index - 55;
}
=========================================================================
// main.c
#include "STC8G_H_GPIO.h"
#include "STC8G_H_UART.h"
#include "STC8G_H_NVIC.h"
#include "STC8G_H_Delay.h"
#include "STC8G_H_Switch.h"
#include "STC8G_H_ADC.h"
#include "NTC.h"

void UART_Config(void) {
	// &gt;&gt;&gt; 记得添加 NVIC.c, UART.c, UART_Isr.c &lt;&lt;&lt;
    COMx_InitDefine COMx_Init; //结构定义
    //模式, UART_ShiftRight,UART_8bit_BRTx,UART_9bit,UART_9bit_BRTx
    COMx_Init.UART_Mode = UART_8bit_BRTx;	
    //选择波特率发生器, BRT_Timer1, BRT_Timer2 (注意: 串口2固定使用BRT_Timer2)
    COMx_Init.UART_BRT_Use = BRT_Timer1;			
    COMx_Init.UART_BaudRate = 115200ul; //波特率, 一般 110 ~ 115200
    COMx_Init.UART_RxEnable = ENABLE; //接收允许,   ENABLE或DISABLE
    COMx_Init.BaudRateDouble = DISABLE; //波特率加倍, ENABLE或DISABLE
    //初始化串口1 UART1,UART2,UART3,UART4
    UART_Configuration(UART1, &amp;COMx_InitStructure);		
	//中断使能, ENABLE/DISABLE; 优先级(低到高) Priority_0,Priority_1,Priority_2,Priority_3
  	NVIC_UART1_Init(ENABLE,Priority_1);		
    // 引脚选择, UART1_SW_P30_P31,UART1_SW_P36_P37,UART1_SW_P16_P17,UART1_SW_P43_P44
    UART1_SW(UART1_SW_P30_P31);	
}

void main() {
    int t; // 温度
    
    EA = 1;
    NTC_Init();
    UART_Config();
    
    while(1) {
        
        // 得到温度值
        t = NTC_GetTemperature();
        printf("温度:%d\n", t);        
    }
}

配置

NTC.h 中的头尾是什么作用

#ifndef	__NTC_H

#define	__NTC_H

// 头文件的内容...

#endif

‌#ifndef 在 C 语言中是“if not defined”的简写，属于宏定义的一种，用于条件编译。

#ifndef __NTC_H：这是预处理指令 #ifndef（If Not Defined的缩写），用于检查宏 __NTC_H 是否尚未定义。如果 __NTC_H 没有被定义，那么编译器会执行 #ifndef 和紧接着的 #endif 之间的代码。这种机制用于确保头文件的内容只被包含一次。
#define __NTC_H：这行代码定义了宏 __NTC_H。一旦这个宏被定义，后续的 #ifndef __NTC_H 检查就会失败，因为 __NTC_H 已经被定义了。这防止了头文件内容的重复包含。
#endif：这表示 #ifndef 和 #endif 之间的代码块的结束。