STC15F104W单片机利用RC充放电使用IO口测量外部电压

对于没有ADC的MCU，而又要测量外部的一个电压时，使用RC充放电的方式是比较容易实现并且低成本的方法。

STC15F系列是1T的MCU，其IO口有OPEN-DRAIN模式，此模式可以很容易用一个IO口配合一个定时器实现RC充放电来测量外部未知电压。如果没有空余的定时器，也可以使用指令循环的方式实现。本例使用定时器。

本范例使用P3.2（INT0）来做RC测量，电路和波形示意图如下：

1.png (18.54 KB, 下载次数: 57)

下载附件

2022-1-17 20:11 上传

2.png (38.79 KB, 下载次数: 35)

下载附件

2022-1-17 20:11 上传

1、             初始化程序将P3.2设置成OPEN-DRAIN模式，并将P3.2输出0给电容放电。INT0设置成上升沿中断。Timer 0设置成16位自动重装定时器模式，时钟源为12T，允许中断。

2、             测量时，先清Timer 0的TH0、TL0，然后将P3.2输出1开始对电容充电，接着设置TR0 = 1来启动Timer 0，然后在INT0中断里设置TR0 = 0来停止计数，并将P3.2输出0对电容放电。读出TH0、TL0的值就是RC充电时间。

由于MCU工作在5V时，IO口读到“1”的门限电压大约为2V，所以要求输入的电压高于2V，本例的测试数据从4~12.4V，测试结果参考后面的附录1。

假设输入电压为Ux，IO口门限电压为2V，则RC充电时间为：

按图示参数，当输入为10V时，RC时间大约为446uS，附录1中实测为447uS。

由充电公式或曲线图可知，Ux和RC值的关系是非线性的，所以实际项目使用时，要根据自己的实际电路做一些标定，这样可以得到比较准确的值。