NTC测量温度的两个不同的数值转换程序，你会选择哪一个

采用如下的NTC测温电路进行温度测量。

将电源电压经过固定电阻以及NTC电阻分压送入单片机进行A/D转换之后。

单片机程序从A/D模块读到数值，根据其与真实温度之间的关系，将其转换为真实温度。

NTC测温电路原理图

NTC电阻Rt的阻值与温度的关系为：

NTC的电阻阻值与温度的关系

以12位的A/D为例，转换得到的数值AD与电阻Rt的关系为：

A/D值与电阻的关系

大多数工程师根据这两个公式自然而然推导出了温度与A/D值之间的关系式。

温度求解公式

得到这个公式以后，工程师很高兴，高中所学的数学知识总算是没有还给老师。

高兴之余，就埋头敲了以下的C语言，所幸C语言的math库支持浮点数运算，还能做倒数和对数运算。

#define B 3950.0 //温度系数

#define TN 298.15 //额定温度(绝对温度加常温:273.15+25)

#define RN 10 // 额定阻值(绝对温度时的电阻值10k)

#define BaseVol 3.30 //ADC基准电压

float Get_Tempture(U16 adc)

{

float RV,RT,Tmp;

RV=BaseVol/4096.0*(float)adc;//ADC为10位ADC,求出NTC电压:RV=ADCValu/1024*BaseVoltag

RT=RV*10/(BaseVol-RV);//求出当前温度阻值 (BaseVoltage-RV)/R16=RV/RT;

Tmp=1/(1/TN+(log(RT/RN)/B))-273.15; //RT = RN exp*B(1/T-1/TN)

return Tmp;

}

编译之后，并没有报错，烧写到单片机，温度显示也很正确。

然后，产品就出货了。

到了客户手上，时不时出现了按键响应慢、通信出现误码等问题。

大部分单片机没有硬件浮点运算器，做浮点数运算时会花费大量的时间。

而对数运算也多转换为幂级数展开进行运算，涉及到大量的乘法运算。

即使cortex-M3系列处理器有单指令周期的乘法器，上述运行可以也要几毫秒时间。

对于没有硬件乘法器的单片机，比如PIC16系列的单片机，以及几毛钱一片的OTP的单片机，做上述运算估计得耗费几十秒时间。

大部分程序员编写代码时没有时间片以及分时处理的概念，一个耗时操作闭着眼晴就执行到底。

到最后主程序忙不过来了，就把需要即时处理的代码一股脑放在中断程序里面处理。

最后，整个软件时间性差，时不时会出现丢数据，无响应等情况。

编写软件一定要结合平台考虑时间复杂度和空间复杂度，

必须要根据产品的功能合理安排时间和空间，以便做到最佳性能。

对于A/D值到温度的转换，最快速的方法是通过查表加分段线性插值处理。

我们可以把 0度-100度对应的AD值存到一个100*16bit的const 表。

将得到的A/D数值从这个表中找到对应的区域。

在这个区域进行线性插值，得到相应的数值。代码如下：

#define AD_TEMP_RANGE_NUM 101

#define AD_TEMP_VALUE_MAX 3739

#define AD_TEMP_VALUE_MIN 1241

#define AD_TEMP_TEMP_MAX 1000

#define AD_TEMP_TEMP_MIN 0

///10K B= 3980

const U16 adrange[AD_TEMP_RANGE_NUM] =

{

3740,

3723,

3705,

3687,

3668,

3648,

3628,

3607,

3585,

3563,

3541,

3517,

3493,

3469,

3444,

3418,

3392,

3365,

3338,

3310,

3282,

3253,

3224,

3194,

3164,

3134,

3103,

3072,

3040,

3009,

2976,

2944,

2912,

2879,

2846,

2813,

2780,

2746,

2713,

2680,

2647,

2613,

2580,

2547,

2514,

2481,

2448,

2416,

2384,

2352,

2320,

2288,

2257,

2226,

2195,

2165,

2135,

2106,

2077,

2048,

2020,

1992,

1964,

1937,

1910,

1884,

1858,

1833,

1808,

1784,

1760,

1737,

1714,

1691,

1669,

1647,

1626,

1605,

1585,

1565,

1546,

1527,

1508,

1490,

1472,

1455,

1438,

1422,

1406,

1390,

1374,

1360,

1345,

1331,

1317,

1303,

1290,

1277,

1265,

1252,

1240

};

U16 temp;

advalue = AD_GET_VAL(0);

if(advalue >= AD_TEMP_VALUE_MAX)

{

temp = AD_TEMP_TEMP_MIN;

}

else if(advalue < AD_TEMP_VALUE_MIN)

{

temp = AD_TEMP_TEMP_MAX;

}

else

{

for(j = 0; j< (AD_TEMP_RANGE_NUM - 1); j++)

{

if((advalue[i] < adrange[j])

&& (advalue[i] >= adrange[j + 1]))

{

uchDiff = adrange[j] - adrange[j + 1];

uchData = adrange[j] - advalue[i];

uiData = uchData * 10;

uiData = uiData + (uchDiff >> 1);

uchData = uiData / uchDiff;

uiData = j * 10;

temp= uiData + uchData;

break;

}

}

}

带个转换过程在72MHz的主频时，耗时大概在几个us。

该程序可以进一步优化，改为二分法查找。