电子负载的NTC读数为何突然跳了一度

把查表里的 25°C 节点换成 10kΩ，返回 25.0°C；阻值只减少 0.1Ω，原插值表达式却算出 26.1°C。

这组数字来自固定源码的计算回放，尚未在板子上测温。它说明一个容易被滤波掩盖的问题——表节点可以全对，节点之间仍可能出现明显跳变。加大平均次数，修不好区间起点写错的一度。

节点两侧的计算结果

图1　旧列只隔离回放原区间表达式。原完整函数另有末端未返回的问题，不能据此断言整机一定显示这些数值。

这次沿着一块电子负载的测温链路，查清阻值单位、插值公式和错误返回，再给出能直接编译运行的单文件修正版。这里解决的是“阻值进来后，查表怎样得到一致的温度”，而不是重新做整台大功率负载。

先沿测温链路找到真正执行的代码

电子负载把输入电能消耗在功率器件上。温度数值一旦被用于界面告警或后续控制，换算中的跳变就会变成阈值判断的噪声。原理图和软件必须对到同一路输入，不能看到一个 NTC 图标就套公式。

同版PCB顶底层

图2　同一在线 V3.1 工程的 PCB 顶、底层铜箔与丝印，均在嘉立创 EDA 重新导出。底层保持顶视坐标，未作镜像。本文没有改 PCB，也不凭布局图评价整机可承受功率。

POWER 页上，R35 是接地的 4.7kΩ 电阻；R36、R37 并联后接到 VCC_AMP。分压节点经 R43 送入 U12 同相端，U12 输出回接反相端，输出网络叫 A_TEMP。

测温分压和缓冲局部

图3　同一真实 EDA 母图的测温部分分段放大，连线及原标注保持不变。图上的“3Ω”不足以确认 NTC 型号或标称值，不能把它当作已核实的复刻物料。

网表确认 A_TEMP 接 U14 的 17 脚，MCU 页标为 PA3。软件中，ADC 被配置为 12 位右对齐；ADC_CHANNEL_3 排在普通序列第二项，界面用的是 adc_avg_arr[1]。mdk_v5 工程确实包含 bsp/app.c 和 lv_user/lv_main_page.c，因此这不是从仓库里挑出的闲置示例函数。

原理图与ADC索引对应

图4　PA3、17 脚和 A_TEMP 对应关系。局部图作保真放大；没有补画引脚或改写原始标签。

界面先把 ADC 换算为阻值，再将阻值乘以 10 送给 ntc_temp_get。返回值以 0.1°C 为单位，随后用于温度文本和蓝、橙、红颜色切换。这个调用位置实现的是显示逻辑，不能从颜色变化推断已有温度停载保护。

先把表里的单位对齐

原数组有 191 项，对应 -40°C 到 150°C，每项相隔 1°C。为把数据存进 uint16_t，源码按索引分段缩放，读取时再恢复量级。

索引	解码规则	对应温区
0～65	原数组值 ×100	-40～25°C
66～128	原数组值 ×10	26～88°C
129～190	原数组值	89～150°C

恢复后的阻值单位是 0.1Ω。25°C 的数组值 1000，经解码得到 100000，即 10000Ω；26°C 的值 9574，经解码为 95740，即 9574Ω。别把解码后的 100000 当成 100kΩ。

修正版先把三段量级全部展开为同一单位的 uint32_t 表。191 项占 764 字节，比原 uint16_t 数组多 382 字节；换来的是查表路径不再带着三个缩放分支。是否放进目标芯片 Flash，要看实际链接配置，不能仅凭 const 关键字推断。

多出来的一度藏在区间起点

设当前区间的低温端为 Tᵢ，对应阻值 Rᵢ；下一项温度高 1°C，阻值 Rᵢ₊₁ 更小。区间内的线性插值应从 Tᵢ 起步。

T10 = (i - 40) × 10 + 10 × (Rᵢ - R) / (Rᵢ - Rᵢ₊₁)

原区间表达式却把起点写成 (i - 39) ×10，先多走了 1°C，再加区间里的小数部分。精确命中节点的分支仍使用 (i - 40) ×10，于是节点值和区间值不在同一个起点上。

以 25～26°C 为例，中点阻值是 9787Ω。原表达式返回 26.5°C，正确的线性插值是 25.5°C。再靠近 26°C 节点时，旧表达式可算到 27.0°C；一旦正好命中 9574Ω，又回到 26.0°C。

原表达式和修正版的回放曲线

图5　由 C 回归程序实际输出的 CSV 绘图。横轴向右阻值减小；橙线是旧区间表达式的隔离回放，青线是修正模块。阶梯来自 0.1°C 整数量化，不是采样波形。

还有一个比偏移更基础的问题。原 ntc_tab_get 的最后分支只覆盖 i<190，偏偏 ntc_temp_get 开头就读取索引 190。这个索引没有返回值，不能假定它会自动返回 0，也不能拿某次编译器恰巧产生的值当作有效温度边界。本次提取该函数做静态编译，MSVC 给出了 C4715“不是所有控制路径都返回值”警告。没有执行这个存在未定义返回行为的完整旧函数。

让节点、区间和边界遵守同一套规则

新模块只接收已经确认单位的等效阻值，先检查输入范围，再在相邻两项之间插值。节点也走相同区间规则，只有最后一个节点单独收尾，避免访问表外项。

返回值和温度输出分开。越界阻值返回 NTC_OUT_OF_RANGE，并保持输出参数不变；空指针返回 NTC_INVALID_ARGUMENT。调用者必须先看状态，失败时显示无效标记，不能继续把保留的旧温度拿去参与控制判断。

整数除法采用最近 0.1°C 舍入，半格向较暖方向取整。中间乘法使用 uint64_t；温度起点先转成有符号类型，负温区也按同一公式处理。

下面三段按顺序放进同一个 ntc_lookup_demo.c，就是此次验证的完整最小例子。阻值表沿用被审查源码的数据，转换逻辑和错误合同已经重写。

统一阻值单位与状态定义

/* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 * NTC resistance data derived from lovelessing/electronic-load,
 * commit 64ffd842ad84ff5712408358e9466ea54d1637dd, bsp/app.c.
 * Independent lookup, error contract and demonstration added 2026-10-11.
 * Units: r10 = 0.1 ohm; t10 = 0.1 degree Celsius.
 * No claim of physical sensor calibration or load-protection behavior.
 */
#include <stdint.h>
#include <stddef.h>
#ifndef NTC_NO_DEMO
#include <stdio.h>
#endif

enum ntc_status {
    NTC_OK = 0,
    NTC_INVALID_ARGUMENT,
    NTC_OUT_OF_RANGE
};

/* Index 0 is -40 C; index 190 is 150 C. */
static const uint32_t ntc_r10[191] = {
    3366000u, 3150000u, 2950000u, 2764000u, 2590000u, 2428000u, 2278000u, 2138000u,
    2006000u, 1884000u, 1770000u, 1664000u, 1565000u, 1473000u, 1385000u, 1304000u,
    1229000u, 1158000u, 1091000u, 1029000u, 971200u, 916600u, 865400u, 817200u,
    772200u, 729800u, 690000u, 652600u, 617600u, 584600u, 553400u, 524200u,
    496600u, 470800u, 446400u, 423400u, 401600u, 381200u, 362000u, 343800u,
    326600u, 310400u, 295000u, 280600u, 266800u, 254000u, 241800u, 230200u,
    219200u, 208800u, 199000u, 189700u, 180900u, 172600u, 164600u, 157100u,
    150000u, 143200u, 136800u, 130700u, 124900u, 119400u, 114200u, 109200u,
    104500u, 100000u, 95740u, 91660u, 87780u, 84080u, 80580u, 77220u,
    74040u, 70980u, 68080u, 65320u, 62680u, 60160u, 57760u, 55460u,
    53260u, 51180u, 49180u, 47260u, 45440u, 43680u, 42020u, 40420u,
    38880u, 37420u, 36020u, 34680u, 33400u, 32160u, 30980u, 29860u,
    28780u, 27740u, 26740u, 25800u, 24880u, 24000u, 23160u, 22340u,
    21580u, 20820u, 20120u, 19420u, 18760u, 18130u, 17510u, 16930u,
    16370u, 15820u, 15300u, 14800u, 14320u, 13850u, 13410u, 12980u,
    12560u, 12160u, 11780u, 11410u, 11050u, 10710u, 10380u, 10060u,
    9750u, 9452u, 9164u, 8888u, 8620u, 8364u, 8114u, 7874u,
    7642u, 7418u, 7202u, 6994u, 6792u, 6596u, 6408u, 6226u,
    6050u, 5880u, 5714u, 5556u, 5402u, 5252u, 5108u, 4968u,
    4832u, 4702u, 4574u, 4452u, 4334u, 4218u, 4106u, 3998u,
    3894u, 3792u, 3694u, 3598u, 3506u, 3416u, 3328u, 3244u,
    3162u, 3082u, 3006u, 2930u, 2858u, 2788u, 2720u, 2652u,
    2588u, 2526u, 2464u, 2406u, 2348u, 2292u, 2238u, 2184u,
    2134u, 2084u, 2036u, 1988u, 1942u, 1897u, 1854u,
};

转换函数

/* On failure, *out_t10 is unchanged. Nearest 0.1 C, ties toward warmer. */
enum ntc_status ntc_from_r10(uint32_t r10, int16_t *out_t10)
{
    size_t i;
    if (out_t10 == NULL) return NTC_INVALID_ARGUMENT;
    if (r10 > ntc_r10[0] || r10 < ntc_r10[190])
        return NTC_OUT_OF_RANGE;
    if (r10 == ntc_r10[190]) {
        *out_t10 = 1500;
        return NTC_OK;
    }
    for (i = 0; i < 190; ++i) {
        uint32_t hi = ntc_r10[i];
        uint32_t lo = ntc_r10[i + 1];
        if (r10 <= hi && r10 >= lo) {
            uint32_t width = hi - lo;
            uint64_t numerator = (uint64_t)(hi - r10) * 10u;
            int32_t base = ((int32_t)i - 40) * 10;
            int32_t fraction = (int32_t)((numerator + width / 2u) / width);
            *out_t10 = (int16_t)(base + fraction);
            return NTC_OK;
        }
    }
    return NTC_OUT_OF_RANGE;
}

主机回放入口

#ifndef NTC_NO_DEMO
int main(void)
{
    const uint32_t inputs[] = {100000u, 99999u, 97870u, 95741u,
                               95740u, 1854u, 1853u, 3366000u};
    size_t i;
    for (i = 0; i < sizeof inputs / sizeof inputs[0]; ++i) {
        int16_t t10 = 1234;
        enum ntc_status status = ntc_from_r10(inputs[i], &t10);
        if (status == NTC_OK)
            printf("r10=%lu -> t10=%d\n", (unsigned long)inputs[i], (int)t10);
        else
            printf("r10=%lu -> OUT_OF_RANGE (output unchanged)\n",
                   (unsigned long)inputs[i]);
    }
    return 0;
}
#endif

在 Visual Studio 的 x64 Native Tools 命令行编译运行：

cl /nologo /TC /std:c11 /W4 /WX /O2 ntc_lookup_demo.c /Fe:ntc_demo.exe
ntc_demo.exe

前五个输入的 t10 依次为 250、250、255、260、260。最后一个高温节点 1854 对应 1500；1853 已超出表的范围，应返回失败状态，而不是伪装成 150.0°C。

验证专挑节点附近和越界输入

只测 25°C 或只测几个整数温度，很容易把这类问题漏掉。此次除了 191 个节点，还扫过表内全部 3,364,147 个 0.1Ω 整数输入，检查返回成功、单调性，以及与独立浮点分段线性计算的差值。

实际回归结果汇总

图6　实际主机回归结果。测试覆盖整张表，失败数为 0；异常用例包括两端之外、UINT32_MAX 和空指针。日志、回放程序和 CSV 与正文代码一致。

最大差值 0.05°C 只描述“同一张表做分段线性插值，再舍入成 0.1°C”的数值量化差。它没有包含 NTC 本体误差、ADC 误差、分压电阻偏差、热接触和表本身的拟合误差，因此绝不能写成整机精度 ±0.05°C。

接回板子前，还要核实三件事

先核实传感器与表是否匹配。 当前图中有两颗并联器件。分压得到的是等效阻值；如果它们温度不同，单个数值无法分别还原两个温度。即便都是 10kΩ，两颗并联在同温时也是 5kΩ，不能直接拿单颗 10kΩ 的表解释。此次没有确认实物型号、B 值和安装状态，所以保留原表用于软件回放，不宣称它已完成传感器标定。

再核实激励电源与 ADC 基准。 原界面公式写死了 3.3V 和 4.7kΩ。分压公式中的电源能否约掉，取决于激励电源和 ADC 基准是否满足对应比例关系；这里的 VCC_AMP 与 MCU 基准不是一个可随意混用的名字。不能因为代码写了 3.3，就认定硬件比例已经正确。

最后处理原始码与显示状态。 原公式会除以 ADC 码，零码要在除法前拒绝；非有限阻值不能直接转成无符号整数。负温度显示也不能把带负号的余数直接拼成小数。本文模块把输入边界放在阻值这一层，上述 ADC 接入与 UI 改动尚未做板级验证，需要在实际驱动层单独处理。附件中的 main 是主机回放入口，不是可直接烧入 AT32 的整机固件。

查表的可靠性，最终落在几个很小的约定上——单位统一、区间起点正确、所有路径都有返回、失败不冒充温度。滤波和校准都应建立在这些约定已经成立的基础上。

来源、许可与验证范围

取材项目为 lovelessing 的《智能大功率电子负载》，项目地址 https://oshwhub.com/lovelessing/intelligent-high-power-electroni 。硬件及本次 EDA 取图按项目标示的 GPL 3.0 使用；在线板名电子负载_V3.1，POWER 页更新日期 2025-04-02，MCU 页更新日期 2025-03-20。原理图母图以 4x 导出，PCB 顶底层母图为 3006×4096px；正文作裁剪、排版和保真缩放，没有改写原图元件与数值。

软件来源 https://gitee.com/lovelessing/electronic-load ，固定提交 64ffd842ad84ff5712408358e9466ea54d1637dd。仓库根 LICENSE 为 Apache-2.0，与硬件许可分开保留。阻值表源自 bsp/app.c；参考 bsp/io.c、lv_user/lv_main_page.c 及 mdk_v5/led_toggle.uvprojx 的调用与构建关系。返回路径警告依据 Microsoft Learn 的 C4715 说明 https://learn.microsoft.com/en-us/cpp/error-messages/compiler-warnings/compiler-warning-level-1-c4715 。

本文独立分析文字按 CC BY 4.0 开放；工程图及代码仍分别遵循 GPL 3.0 和 Apache-2.0。

本文独立完成公式推导、统一单位的转换模块、明确错误返回和主机回归。完整可编译例子已在正文给出；DF 版另附 ntc-lookup-v1.zip，含对应源码、测试、日志、CSV、构建说明、LICENSE 和 NOTICE，不包含上游整套固件或第三方库。未做整机烧录、实体温升测试、传感器标定或温度停载保护验证。

技术交流，欢迎关注微信公众号：美男子玩编程。

ntc-lookup-v1.zip