利用热电偶转换器的单片机温度测控系统

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1、利用热电偶转换器的单片机温度测控系统【关键词】热电偶,转换器,单片机,外围电路【摘要】介绍K型热电偶转换器MAX6675及其在单片机温度测控系统中的应用。与传统的测温系统相比，它具有外围电路简单、可靠性高、抗干扰性强等优点。ThermocoupleConverterMicroprocessorTemperatureM&CSystemLIUHongen(Huai’anCollegeofInformationTechnology,Huai’an223001,China)　　Abstract:K-typethermocouplec

2、onverterMAX6675anditsapplicationinthemicroprocessortemperatureM&Csystemwereintroducedinthispaper.Comparedwithtraditionalsystem,ithassimpleperipheralcircuit,higherresolutionandhigherantiinterruptionability.　　Keywords:thermocouple;converter;microprocessor;peripheral

3、circuit;M&C(measurementandcontrol)　　K型热电偶是工业生产中被广泛应用的廉价高温传感器。但由于：①产生的信号很微弱(仅约40μV／℃)，需要精密放大器对其进行放大；②按0℃分度，冷端在非0℃情况下需进行温度补偿；③输出的信号为模拟信号，欲与单片机等数字电路接口时须进行A／D转换。因此，以往的热电偶测温电路比较复杂、成本高、精度低，而且容易遭受干扰。　　MAXIM公司新近开发出一种K型热电偶信号转换器(IC)MAX6675，该转换器集信号放大、冷端补偿、A/D转换于一体，直接输出温度的数字信号

4、，使温度测量的前端电路变得十分简单。1MAX6675的内部电路构成、性能与时序　　MAX6675的内部由精密运算放大器、基准电源、冷端补偿二极管、模拟开关、数字控制器及ADC电路构成，完成热电偶微弱信号的放大、冷端补偿和A／D转换功能。MAX6675采用8脚SO形式封装，图1为引脚排列图，T+接K型热电偶的正极(镍铬合金)，T-接K型热电偶的负极(镍硅合金或镍铝合金)；片选信号端CS为高电平时启动温度转换，低电平时允许数据输出；SCK为时钟输入端；SO为数据输出端，温度转换后的12位数据由该脚以SPI方式输出。　　表1是M

5、AX6675的性能、参数表；图2是其输出时序图，D15是虚拟位，D14～D3为温度转换的12位数据。2MAX6675在单片机温度测控系统中的应用2.1硬件电路　　图3为以MAX6675处理K型热电偶信号的单片机温度测控系统原理图。MAX6675的片选线CS、时钟线SCK和数据线SO分别与单片机AT89C51的P1.0、P1.1和P1.2引脚相连，温度数据采用模拟SPI方式传送到单片机。单片机对温度信号处理后一方面送数码管显示，另一方面与设定的温度曲线进行比较以实施控制。键盘用于对控制参数进行设定。E2PROM24C02用

6、于存储控制参数，以免掉电丢失。2.2软件编程　　软件部分采用MCS-51汇编语言编写程序。运用模块化结构设计，软件主要包括主程序模块、MAX6675的温度转换数据采集模块、动态扫描显示模块、采样值与设定值比较、控制输出模块、键盘处理模块及控制参数读／写模块。为了充分利用单片机内部资源，简化硬件电路，采用动态扫描方式显示，而温度参数的设定(键盘管理)、存储在INT0中断下完成；温度值定期采集(如10秒钟采集一次)在定时中断下完成。图4为各部分程序流程图。3结束语　　本系统利用K型热电偶转换器MAX6675与单片机接口并采用动

7、态扫描显示方式，使硬件电路大大简化，既降低了成本，又提高了系统可靠性和抗干扰性；利用MAX6675，既便于构成温度显示仪表，又便于与单片机接口构成温度测控系统，实现定温控制，或按照温度工艺曲线的要求实现过程控制。系统可广泛应用于高温测控领域。