基于stm32的k型热电偶采集系统

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1、基于STM32的k型热电偶采集系统制作人-王天浩陈力豪夏正俊2012级电气工程及其自动化基本功能对温度进行实时监测绘制最近七组温度折线图监测热电偶的连接状态实现中文显示基本参数MCU主频72MHZ热电偶温度范围为0~800摄氏度精度为°C彩频尺寸280*420传感器部分基本原理：在热电偶回路中产生的电势由温差电势和相接触电势两部分组成但是以接触电势为主接触电势：它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。当两种不同的导体A和B相接触时，假设导体A和B的电子密度分别为Na和Nb并且Na>Nb

2、，则在两导体的接触面上，电子在两个方向的扩散率就不相同，由导体A扩散到导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要多。导体A失去电子而显正电，导体B获得电子而显负电。因此，在A、B两导体的接触面上便形成一个由A到B的静电场，这个电场将阻碍扩散运动的继续进行，同时加速电子向相反方向运动，使从B到A的电子数增多，最后达到动态平衡状态。此时A、B之间也形成一电位差，这个电位差称为接触电势。热电偶的优点测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响测量范围广。构造简单，使用方便。可以根据温度测量范围及

3、精度，选用相应分度号的热电偶K型热电偶的相关参数材质：镍铬－镍硅基本误差限：±0.75%t测量范围：0~800°C长度：4*50*1000mm热电偶的温度对应电压表冷端补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重，而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采

4、用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。Eab（T，T0）=Eab（T，T1）+Eab（T1，T0）数据采集模块-MAX6675MAX6675是Maxim公司推出的具有冷端补偿的单片K型热电偶放大器与数字转换器。文中介绍器件的特点、工作原理及接口时序，并给出与单片机的接口电路及温度读取、转换程序。MAX6675特性简单的SPI串行口温度值输出；0℃～+1024℃的测温范围；12位0.25℃的分辨率；片内冷端补偿；热电偶断线检测；低功耗特性；工作温度范围-20℃～+85℃；MAX6675

5、内部结构时序与数据结构MAX6675的输出数据为16位,其中D15始终无用,D14～D3对应于热电偶模拟输入电压的数字转换量,D2用于检测热电偶是否断线(D2为1表明热电偶断开),D1为MAX6675的标识符,D0为三态。温度值=1023.75×转换后的数字量/4095。（约为四分之一）STM32采集程序当MAX6675的CS引脚从高电平变为低电平时,MAX6675将停止任何信号的转换并在时钟SCK的作用下向外输出已转化的数据。相反,当CS从低电平变回高电平时,MAX6675将进行新的转换。在CS引

6、脚从高电平变为低电平时,第一个字节D15将出现在引脚SO。一个完整的数据读过程需要16个时钟周期,数据的读取通常在SCK的下降沿进行一次读8位所以要读两次图形界面图形界面部分使用的的是已经封装完毕的GUI，可以实现画点，画圆，画线，区域填充，数字显示，字母显示，汉字显示，由于已经添加字库，无需手动打点，字库包含12*12和16*16大小，并且保存在外部flash中，通过移植的FATFS来进行读取由于无法实现小数的显示，所以只精确到个位但是可以通过串口向上位机发送精确数值图形界面部分折线图是使用划线函

7、数组成，在屏幕固定坐标中先构建出坐标系，之后将采集到的数据使用指针传递到折线图函数中，按照一定的比例来确定点的位置，之后根据两点确定一条线来画出折线图形界面部分如果每产生一个数据便更新折线图则会导致刷新太快，无法记录，效果不好所以在采集函数中，每产生五组，更新一次数据，由于MAX6675的转换速度有限，在最后要加上延时