【# 软件stm32cubeIDE下使用STM32F103的ADC+DMA测量-基础样例+进阶+实例应用>>热敏电阻温度测量】

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【# 软件stm32cubeIDE下使用STM32F103的ADC+DMA测量-基础样例+进阶+实例应用>>温度测量】

  • 前言
  • 实验环境
  • 先行文章
  • 了解热敏电阻
      • 相关知识
          • (1)什么是NTC电阻
          • (2)基本参数与电路图
          • (3)电阻的温度与电阻值对照表
      • 参考资料
          • (1)了解转换公式 :The Steinhart-Hart 方程
          • (2)了解派生和代替公式:B参数方程
  • 结合电路-确定各个参数
      • 数据手册
  • 代码实现部分
  • 代码链接
  • 对比测试
  • 调试细节
  • 总结

前言

前两天,调试一个ADC转换,今天,调试了一个热敏电阻的实验,和以往不太一样的是,没调试以前,一直以为,要自己根据数据拟合啥的,调试的时候,才知道,原理温度曲线表,人家都给你做好了,并且有成熟的公式,你只要明白电路图分压和套用公式,就能使用了。

实验环境

本次实验,使用了项目上的板块,所有无法展示,但是基础原理图非常简单,会给出热敏电阻部分电路。再配合以往硬件,就可以使用了。
如下图,出自本人灵魂画手。
在这里插入图片描述

先行文章

如果不了解ADC,或者没有相关ADC调试经验,非常建议先看看之前文章。
# 软件stm32cubeIDE下使用STM32F103的ADC+DMA测量-基础样例+进阶+增加通道

了解热敏电阻

相关知识

(1)什么是NTC电阻
  1. 一句话解释热敏电阻:电阻值随着温度变化的电阻。

  2. 随温度升高而电阻增加的热敏电阻称为“ 正温度系数热敏电阻(PTC
    thermistor,即 Positive Temperature Coefficient thermistor)”

  3. 随温度升高而电阻减少的热敏电阻成为“负温度系数热敏电阻(NTC thermistor,即 Negative Temperature
    Coefficient thermistor)”

如果搜索热敏电阻,网上实在太多了,说的也非常明白了。
参考资料:https://baike.baidu.com/item/%E7%83%AD%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/5155280

另外在维基百科上,有如下说明。
在这里插入图片描述
参考链接:https://zh.wikipedia.org/zh-my/%E7%83%AD%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB

(2)基本参数与电路图

知道了热敏电阻有什么东西后,我们实际应用时,需要知道一些参数,用来调试,参数主要是电阻的参数,你购买的热敏电阻一般有数据手册,可以在手册里获取到。

另一部分就是电路图,一般实际应用来说,都是“实验环境”里手绘的电路图,都是近似的,可能上下电阻值,电压等具体值不同而已。

(3)电阻的温度与电阻值对照表

了解一个电阻特性,比较直观的办法,看下电阻对照表,这里直接截取一部分,作为展示。
在这里插入图片描述

参考资料

这部分只是作为了解部分,从我目找到资料来看,NTC电阻有个教授发现了一个数学公式,后来派生出来的公式,就是我们现在使用的公式,不理解没关系,可以跳过这段,只要知道往里套公式就行。

(1)了解转换公式 :The Steinhart-Hart 方程

在维基百科上搜索,得到有关解释如下。
在这里插入图片描述
派生公式
在这里插入图片描述

参考链接:https://wikizhzh.top/wiki/steinhart%E2%80%93hart_equation

(2)了解派生和代替公式:B参数方程

从上边可以知道,我们用的就是这个派生公式。但是这个公式我们如果数学不好的话,其实也看不懂。
那么参考如下资料,里面讲述还是挺好的。
在这里插入图片描述
参考链接:http://www.wawooo.com/186.html

结合电路-确定各个参数

通过上述说明吗,我们得到一个公式,我们实际写代码,其实就是确定好,各个参数后,套用这个公式。

派生公式:
Rt = R * EXP( B * ( 1/T1 - 1/T2 ) )

套用公式:
T1 = 1 /( ln(Rt/R)/ B + 1/T2 )

  • T1和T2 是指的K度,开尔文温度。

  • Rt 就是热敏电阻 在T1温度下的电阻值

  • R 是热敏电阻在常温T2下的标称值,一般手册里有25°C为10K

  • EXP是e的n次方

  • B值是热敏电阻的参数,手册里有。

  • In是代码里的log函数,直接看代码就明白了。
    在这里插入图片描述

  • 本次实验的ADC是12位, 2的12次幂是4096.

  • 上拉电压为3.3V

数据手册

手册链接:https://download.csdn.net/download/qq_22146161/86609054

代码实现部分

如下为核心代码,本次实验比较简单,就是在上章实验代码中,加入了一段。

(1)加入数学的头文件。
在这里插入图片描述

(2)加入暂时输出的变量
在这里插入图片描述

(3)加入核心的转换代码函数。

//第二步 加入转换函数
//转换ADC,直接转换完成。
float fnCalculation_temperature(uint16_t ADC_values)
{uint16_t adc_temp=0;float m_wTemperature=0.0; //温度值 初始化为0float m_wR2=10000.0;//附带分压阻值电阻float m_wR1=0.0; //热敏电阻 初始化为0float T2=298.15;// 273.15 + 25float B=3950.0;  //数据手册上找float K=273.15; //开尔文float R2V=0.0;  //分压值 初始化为0//一般转换需要时间,普通转换,这里加放转换函数。adc_temp=ADC_values;//需要的时间HAL_Delay(10);//自己单片机>>>>是12位ADC//(1)2^12=4096//(2)上拉3.3VR2V=(adc_temp*(3.3/4096));//电阻公式m_wR1=((3.3-R2V)*m_wR2)/R2V;//R2=(R2V*R1)/(3.3-R2V);//套公式使用 //注意下面公式中m_wR2在25度是正好是10K,和电路图正好重合m_wTemperature=1.0/(1.0/T2+log(m_wR1/m_wR2)/B)-K+0.5;return m_wTemperature;}

(4)打印输出
在这里插入图片描述

代码链接

代码链接:https://download.csdn.net/download/qq_22146161/86609061

对比测试

实际应用的时候,我们需要一个相对标准的测温仪器,让我们知道,我们写的代码,测试显示出来的温度是正确的。
如下图,将一个测温设备与电阻碰触,让它们温度近似。
在这里插入图片描述
对比仪器上显示温度26.5左右

在这里插入图片描述

串口输出显示温度26.6左右
在这里插入图片描述

调试细节

(1)电阻值,如下图,使用的这个热敏电阻25°时正好时10K,与电路中用的正好也是10K,实际使用还是需要注意下。
在这里插入图片描述
(2)文章书写也是一种能力吧,能难避免错别字,和一些数值错误,再参考一些资料时,发现里面一些数组错了,所有在看的时候一定自己算下。

如下参考资料,里面电阻值说是使用的4.7K,但是算完后,发现用的1K,当然这不妨碍理解,另外这个文档里,提供一种查表输出温度的方式,可以看下。
在这里插入图片描述

参考资料:https://zhuanlan.zhihu.com/p/179181715

总结

保持初学者之心

这篇关于【# 软件stm32cubeIDE下使用STM32F103的ADC+DMA测量-基础样例+进阶+实例应用>>热敏电阻温度测量】的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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