一、硬件
STM32F103C8T6、热敏电阻传感器、OLED。
二、热敏电阻传感器的介绍
一个DO输出口,输出数字量,根据外界的温度是否超过传感器的阈值,输出0或1;一个AO口,输出模拟量。温度的检测要通过模拟量转换而来。
三、代码实现
要使得单片机读到的模拟量转换成温度需要经过以下步骤:1、读取的数值转电压;2、电压转电阻、3、根据公式计算实际的温度。
1、ADC读取。ADC怎么读取可以看之前的读取光敏电阻的文章,过程类似,就是引脚不一样。代码如下。
//初始化ADC
//这里我们仅以规则通道为例
//我们默认将开启通道0~3
void temp_Adc_Init(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE ); //使能ADC1通道时钟
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
//PA1 作为模拟通道输入引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入引脚
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1); //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 6; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
ADC_StartCalibration(ADC1); //开启AD校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
}
//获得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 temp_Get_Adc(u8 ch)
{
//设置指定ADC的规则组通道,一个序列,采样时间
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}
u16 temp_Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=temp_Get_Adc(ch);
Delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}
2、采样值转电压、求电阻
求电压,我用的STM32F103C8T6,采用12位ADC采样,所以采样的最大值也就是2^12=4096,而单片机的电压是3.3v,所以读到的电压 = 读取的采样值/4096 * 3.3V。
求电阻,如图
vcc = 3.3V, 热敏电阻的电压在上面求了,比值算一下就知道热敏电阻当前的阻值了
代码如下
//模拟量转电阻
float temp_Get_R(u16 adct)
{
//单片机3.3v 供电 ==》 3v,先求出电压
float v1 = (float)(adct*3.3)/4096;//ntc上的电压
float v2 = 3.3 - v1;
float r = (v1/v2)*10;
return r;
}
3、温度计算
根据开尔文公式,可以直接得到当前的开尔文温度Tn公式如下:B=(lnR25 - lnRntc)/(1/T25 - 1/Tn)
其中单片机不能用math.h ,所以求对数的函数要自己实现。
参数介绍:
B,是一个系数,与热敏电阻本身系数有关(百度说这个由厂家提供),3435(问卖家即可)
R25是上拉电阻的阻值,
Rntc是上面求出来的热敏电阻的阻值
T25:25℃下的开尔文温度,也就是298.15K
Tn:此时计算得到的实际开尔文温度(要得到摄氏度 C=Tn-273.15 )
代码如下
在头问价中定义的一些参数
#define T25 298.15 //电压转温度的公式的采用
#define R25 10
#define B 3435
//实现ln(x) 的计算
double myln(double a)
{
int N = 15;//取了前15+1项来估算
int k,nk;
double x,xx,y;
x = (a-1)/(a+1);
xx = x*x;
nk = 2*N+1;
y = 1.0/nk;
for(k=N;k>0;k--)
{
nk = nk - 2;
y = 1.0/nk+xx*y;
}
return 2.0*x*y;
}
float Get_Kelvin_Temperature(u16 t)
{
float N1,N2,N3,N4;
float Rntc = temp_Get_R(t);
N1 = (myln(R25)-myln(Rntc))/B;
N2 = 1/T25 - N1;
N3 = 1/N2;
N4 = N3-273.15;//开尔文转摄氏度
return N4;
}
4、主函数
float temp2 = Get_Kelvin_Temperature(adct);
u16 t = (u16)temp2;
OLED_ShowNum(1,7,t,4);//工作范围是20-80
四、实物情况
T是热敏电阻测的温度 12度
temperature 是之前用DHT11测的温度,12度 ,两者之间误差很小,说明ok了家人们。。。。