基于MAX6675的温度采集系统的设计(1)

高集成芯片MAX6675与热电偶一起测温度 范围：(0度到1023度)

16基于MAX6675的温度采集系统的设计

基于MAX6675的温度采集系统的设计

MAX6675－basedTemperatureAcquisitionSystem

尹

翠

南新元（新疆大学电气学院，新疆乌鲁木齐830048）

摘

要

研究探讨了温度采集系统是由MAX6675将热电偶测温应用时复杂的线性化、冷端补偿及数字化输出等问题集中在一个芯片上解决，简化了将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域时复杂的软硬件设计，克服了用传统手工方法和测量手段测量温度精度低，速度慢，可靠性差的缺点，因而该器件是将热电偶测温方案应用于温度采集系统领域的理想选择。

关键词：MAX6675，单片机，温度采集系统

Abstract

ThispaperstudiestheeffectsoftemperatureacquisitionsystemwillbebytheMAX6675thermocoupletemperaturemeasurementofthelinearcomplexityoftheapplication,thecoldjunctioncompensationandissuessuchasthedigitalout-putinasinglechipsolutionsimplifiesthethermocoupletemperaturemeasurementprogramwhenappliedtothefieldofembeddedsystemdesignofcomplexhardwareandsoftwaretoovercomethetraditionalmanualmethodoftemperaturemeasurementmeansformeasuringtheaccuracyofthelow,slowandpoorreliabilityoftheshortcomings,whichthedeviceisusedinembeddedthermocoupletemperaturemeasurementprogramsystemanidealchoiceforthearea．

Keywords:MAX6675,single－chip,temperatureacquisition

system

在测控系统中，用传统手工方法和测量手段测量温度，不仅精度低，速度慢，可靠性差，而且测量时耗费人力。扩展一块或多块A／D采集卡，虽然可以快速、精确、可靠地进行测量，但是在模拟量较少或是温度等缓变信号场合，采用总线型A／D卡并不是最合适、最经济的方案。考虑到为了克服这些缺点，选择一种新的电平转换装置是非常有必要的。MAX6675的出现解决了这一问题。MAX6675是一复杂的单片热电偶数字转换器，内部具有信号调节放大器、12位的模拟／数字化热电偶转换器、冷端补偿这种传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的逻辑控制。因此采用这种装置是最经济实用的选择。

人们。

2系统的连接

1基于MAX6675的温度采集系统的总体设计

本设计是以单片机为核心的最小温度采集系统。它主要是

图2

由MAX6675构成的测温系统电路框图

采用热敏传感器采集温度并进行信号处理。再经过A／D转换电路转换成数字信号后，送给单片机进行信号处理与计算。计算的结果从显示台上显示出来。在设计中，还采用了一个小键盘，小键盘的主要功能是预设一个过热超温或低温报警的检测值。设计思路可参见图1温度采集系统的方框图。

本设计中模块的功能如下：

图1

温度采集系统的方框图

由MAX6675构成的测温系统电路框图如图2所示。K型热电偶接在MAX6675的T＋、T－端，热电偶的冷端接地。主机选用AT89C51单片机，MAX6675作为从机，从8951的P1．1端口给MAX6675发送串行时钟，P1．0端口用来接收MAX6675输出的温度数据。P1．2端口输出的低电平将CS置0。系统配有

MAX6675模块：用自带的热电偶将被测温度量经过温度传感器转换为供给内置的A／D转换器的电量，然后用内置的A／D

转换器将电量转换成可供单片机识别接收的二进制数值。

单片机：对接收到的二进制数值按照设计目的进行相应的处理。

显示器：是将采集到的温度并经过单片机的处理完毕后的结果显示出来，让人们能看到此时此处的温度值。

小键盘：预设温度限定值。

报警器：当温度超出限定值时发出特定频率的声音来提醒

5位共阴极LED数码管，将小数点定在个位后边，即可测量0～＋1024℃的温度，分辨力为0．1℃。P0口用来分别接译码驱动器CD4511和位驱动器74LS154。P1．3端口通过声光报警电路接扬声器，当热电偶出现开路故障时，扬声器发出报警声。P2口接4×4键盘。

3MAX6675工作原理

该器件采用8引脚SO帖片封装。引脚排列如图3所示。

引脚名称功能：

1－GND接地端；

2－T－K型热电偶负极；3－T＋K型热电偶正极；4－VCC正电源端；

图3MAX6675的引脚图

高集成芯片MAX6675与热电偶一起测温度 范围：(0度到1023度)

《工业控制计算机》2010年第23卷第8期17

SETBCS

RET；数据转换子程序，将读得的16位数据转换为12位温度值，去掉无用的位。

MOVA，DATAL

5－SCK串行时钟输入；

6－CS片选端，CS为低时、启动串行接口；7－SO串行数据输出；8－N．C．空引脚。

MAX6675是一复杂的单片热电偶数字转换器，内部具有信号调节放大器、12位的模拟／数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的逻辑控制。MAX6675内部具有将热电偶信号转换为与ADC输入通道兼容电压的信号调节放大器，T＋和T－输入端连接到低噪声放大器A1，以保证检测输入的高精度，同时使热电偶连接导线与干扰源隔离。热电偶输出的热电势经低噪声放大器A1放大，再经过A2电压跟随器缓冲后，被送至ADC的输入端。在将温度电

压值转换为相等价的温度值之前，它需要对热电偶的冷端温度进行补偿，冷端温度即是MAX6675周围温度与0℃实际参考值之间的差值。对于K型热电偶，电压变化率为41μV／℃，电压可由线性公式来近似热电偶的特性。

Vout＝（41μV／℃）×（tR－tAMB）

上式中，Vout为热电偶输出电压（mV），tR是测量点温度；

CLRCRLCA

MOVDATAL,A；数据整体右移1位，MOVA，DATAH；以去掉D15伪志位RLCA

SWAPA；将DATAH中的数据高低4位互换MOVB，A；数据暂存于B中

MOVA，＃0FH；得到温度值的D11～D8位，并将D15～D12位置0MOVTDATAH，A；转换后的数据送温度高位MOVA，B；取出温度值的D7～D4位ANLA，＃0F0H

MOVB，A；暂存B中MOVA，DATAL

ANLA，＃0F0H；取出温度值的D3～D0SWAPA

ORLA，B；合并成低位字节

MOVTDATAL，A；转换后的数据送温度高位RET

tAMB是周围温度。4具体应用程序

下面给出相应的温度值读取程序及数据转换程序。

SOBITT1．0；数据输入CSBITP1．1；从机选择SCKBITP1．2；时钟

DATAHDATA30H；读取数据高位DATALDATA31H；读取数据低位TDATAHDATA32H；温度高位TDATALDATA33H；温度低位CLRCS；停止转换并输出数据CLRCLK；时钟变低MOVR2，＃08HMOVC，SO

RLCA；读D15～D8高8位数据SETBCLKNOP

CLRCLK

DJNZR2，READH

MOVDATAH，A；将读取的高8位数据保存MOVR2，＃08H

MOVC，SO；读D7～D0低8位数据RLCASETBCLKNOP

CLRCLK

DJNZR2，READL

MOVDATAL，A；将读取的低8位数据保存

5结束语

在测控系统中，用传统手工方法和测量手段测量温度，不仅

精度低，速度慢，可靠性差，而且测量时耗费人力。扩展一块或多块A／D采集卡，虽然可以快速、精确、可靠地进行测量，但是在模拟量较少或是温度等缓变信号场合，采用总线型A／D卡并不是最合适、最经济的方案。此设计中基于MAX6675实现的实时多路温度采集系统。该系统采用MAXIM公司生产的MAX6675热电偶模数转换器将K型热电偶输出的模拟信号转换成串行信号，经单片机处理、最终由LED数 …… 此处隐藏：2686字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……