单片机测ntc热敏电阻的几种方法

在单片机中测量NTC（负温度系数）热敏电阻的阻值，通常需要将其转换为电压或频率信号，再通过单片机进行采集和处理。以下是几种常见的方法及其详细说明：

1. 分压法（最常用）​​

​​原理​​：将NTC与固定电阻串联，通过分压电路将电阻变化转换为电压变化，再用ADC读取电压值。
​​电路连接​​：

​​步骤​​：

1. 通过ADC读取分压点电压 VADC​。
2. 计算NTC阻值：RNTC​=Rfixed​⋅VADC​VCC​−VADC​​

1. 根据NTC的B值公式或查表法转换为温度值。

​​优点​​：简单、成本低。
​​缺点​​：需要高精度ADC和参考电压，非线性需软件补偿。

​​2. 恒流源法​​

​​原理​​：用恒流源驱动NTC，通过欧姆定律 V=I⋅R 直接测量电压。
​​电路连接​​：

​​步骤​​：

1. 恒流源输出稳定电流 I。
2. 测量NTC两端电压 VADC​。
3. 计算阻值：RNTC​=VADC​/I。

​​优点​​：线性关系，精度较高。
​​缺点​​：需要额外恒流源电路，成本较高。

​​3. 电容充放电法（RC时间测量）​​

​​原理​​：利用NTC与电容组成RC电路，测量充放电时间推算阻值。
​​电路连接​​：

​​步骤​​：

1. GPIO输出高电平，通过NTC对电容充电。
2. 测量电容电压从低到高阈值的时间 T。
3. 阻值计算：RNTC​≈T/(C⋅ln(2))。

​​优点​​：无需ADC，适用于低成本单片机。
​​缺点​​：受电容精度和GPIO特性影响，速度较慢。

​​4. 电桥法（提高灵敏度）​​

​​原理​​：将NTC接入惠斯通电桥，通过差分放大检测微小阻值变化。
​​电路连接​​：

​​步骤​​：

1. 电桥输出差分电压经运放放大后送ADC。
2. 通过电桥平衡公式计算 RNTC​。

​​优点​​：高灵敏度，适合微小温度变化检测。
​​缺点​​：电路复杂，需校准。

​​5. 频率法（PWM/振荡器）​​

​​原理​​：将NTC作为振荡器的一部分，输出频率与阻值相关。
​​电路连接​​：

• 用NTC和电容组成RC振荡电路，输出方波至单片机定时器。
  ​​步骤​​：

1. 测量方波频率 f。
2. 计算阻值：RNTC​∝1/f。

​​优点​​：抗干扰强，适合远距离传输。
​​缺点​​：频率计算复杂，响应速度慢。

​​6. 集成专用IC（简化设计）​​

​​原理​​：使用内置ADC和NTC驱动电路的芯片（如MAX31865）。
​​步骤​​：

1. 通过SPI/I2C读取IC输出的温度数据。
   ​​优点​​：高精度、免校准。
   ​​缺点​​：成本较高。

​​选择建议​​：

• ​​低成本方案​​：分压法 + 软件查表（需校准）。
• ​​高精度需求​​：恒流源法或电桥法。
• ​​无ADC单片机​​：RC充放电法或频率法。

​​注意事项​​：

1. NTC的B值参数和温度曲线需准确。
2. 软件上需进行非线性补偿（如Steinhart-Hart方程）。
3. 避免自热效应（降低驱动电流）。

通过合理选择方法，可以平衡精度、成本和实现难度。