如何使用單片機設計實現測溫電路

單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子產品中也用到了溫度檢測和溫度控制，但那些溫度檢測與控制電路通常較復雜，成本也高，本文提供了一種低成本的利用單片機多余I／O口實現的溫度檢測電路，該電路非常簡單，且易于實現，并且適用于幾乎所有類型的單片機。其電路如下圖所示：

左圖中：

P1.0、P1.1和P1.2是單片機的3個I／O腳，RK為100k的精密電阻，RT為100K－精度為1％的熱敏電阻，R1為100Ω的普通電阻，C1為0.1μ的瓷介電容。其工作原理為：

先將P1.0、P1.1、P1.2都設為低電平輸出，使C1放電至放完。

將P1.1、P1.2設置為輸入狀態，P1.0設為高電平輸出，通過RK電阻對C1充電，單片機內部計時器清零并開始計時，檢測P1.2口狀態，當P1.2口檢測為高電平時，即C1上的電壓達到單片機高電平輸入的門嵌電壓時，單片機計時器記錄下從開始充電到P1.2口轉變為高電平的時間T1。

將P1.0、P1.1、P1.2都設為低電平輸出，使C1放電至放完。

再將P1.0、P1.2設置為輸入狀態，P1.1設為高電平輸出，通過RT電阻對C1充電，單片機內部計時器清零并開始計時，檢測P1.2口狀態，當P1.2口檢測為高電平時，單片機計時器記錄下從開始充電到P1.2口轉變為高電平的時間T2。

從電容的電壓公式：

可以得到：T1／RK＝T2／RT，即 RT＝T2×RK／T1

通過單片機計算得到熱敏電阻RT的阻值。并通過查表法可以得到溫度值。

從上面所述可以看出，該測溫電路的誤差來源于這幾個方面：單片機的定時器精度，RK電阻的精度，熱敏電阻RT的精度，而與單片機的輸出電壓值、門嵌電壓值、電容精度無關。因此，適當選取熱敏電阻和精密電阻的精度，單片機的工作頻率夠高，就可以得到較好的測溫精度。當單片機選用4M工作頻率，RK、RT均為1％精度的電阻時，溫度誤差可以做到小于1℃。 如果P1.2具有外部上升沿中斷的功能，程序可以更簡單，效果更好。

單片機工作的程序流程圖如下：