单片机实现温度检测电路的设计

贸泽电子设计圈 2019-12-04 08:00

【北京12.5号】无线前沿新技术与测试技术峰会 精密双向电流感应放大器设计方案

本文提供了一种利用单片机多余I/O口实现温度检测电路的低成本方法。该电路非常简单，易于实现，并且适用于几乎所有类型的单片机，其电路如下图所示：

图中：

P1.0、P1.1和P1.2是单片机的3个I/O脚；

R_K为100k的精密电阻；

R_T为100k±1%的热敏电阻；

R₁为100Ω的普通电阻；

C1为0.1μ的瓷介电容。

工作原理：

1、先将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出，使C1放电至放完。

2、将P1.1、P1.2设置为输入状态，P1.0设为高电平输出，通过R_K电阻对C1充电。单片机内部计时器清零并开始计时，检测P1.2口状态。当P1.2口检测为高电平时，即C1上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压时，单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间T₁。

3、将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出，使C1放电至放完。

4、再将P1.0、P1.2设置为输入状态，P1.1设为高电平输出，通过R_T电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开始计时，检测P1.2口状态，当P1.2口检测为高电平时，单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间T₂。

5、从电容的电压公式

可以得到：T₁/R_K=T₂/R_T，即R_T=T₂×R_K/T₁。通过单片机计算得到热敏电阻R_T的阻值，并通过查表法可以得到温度值。

从上面所述可以看出，该测温电路的误差来源于这几个方面：单片机的定时器精度，R_K电阻的精度，热敏电阻R_T的精度，而与单片机的输出电压值、门嵌电压值、电容精度无关。因此，适当选取热敏电阻和精密电阻的精度，单片机的工作频率够高，就可以得到较好的测温精度。

当单片机选用4M工作频率，R_K、R_T均为1%精度的电阻时，温度误差可以做到小于1℃。

如果P1.2具有外部上升沿中断的功能，程序可以更简单，效果更好。

本文转载自：21IC

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