热电偶实例.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————热电偶实例单片 K 型热电偶放大与数字转换器 MAX6675 摘要: MAX6675 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。关键词: 热电偶放大器冷端补偿数字输出热电偶作为一种主要的测温元件,具有结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽、测温精度高等特点。但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时, 却存在着以下几方面的问题。①非线性: 热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系, 因此在应用时必须进行线性化处理。②冷补偿: 热电偶输出的热电势为冷端保持为 0 ℃时与测量端的电势差值, 而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的, 故需进行冷端补偿。③数字化输出: 与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口, 而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然法直接满足这个要求。因此, 若将热电偶应用于嵌入式系统时, 须进行复杂的信号放大、 A/D 转换、查表线性线、温度补偿及数字化输出接口等软硬件设计。如果能将上述的功能集成到一个集成电路芯片中, 即采用单芯片来完成信号放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能,则将大大简化热电偶在嵌入式领域的应用设计。 Maxi m 公司新近推出的 MAX667 5 即是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、 A/D 转换器及 SPI 串口的热电偶放大器与数字转换器。------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 1 性能特点 MAX6675 的主要特性如下: ①简单的 SPI 串行口温度值输出; ②0℃~ +1024 ℃的测温范围; ③ 12位 ℃的分辨率; ④片内冷端补偿; ⑤高阻抗差动输入; ⑥热电偶断线检测; ⑦单一+5V 的电源电压; ⑧低功耗特性; ⑨工作温度范围-20 ℃~ +85 ℃; ⑩ 2000V 的 ESD 信号。该器件采用 8 引脚 SO 帖片封装。引脚排列如图 1 所示,引脚功能如表 1 所列。表1 MAX6675 引脚功能 2 工作原理 MAX6675 的内部结构如图 2 所示。该器件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。图2 MAX6675 内部结构框图 温度变换 MAX 6675 内部具有将热电偶信号转换为与 ADC 输入通道兼容电------------------------------------------------------------------------------------------------