(3) 冷端补偿
热电偶的功能是检测热、冷两端温度的差值,热电偶热节点温度可在0℃~+1023.75℃范围变化。冷端即安装MAX6675的电路板周围温度,比温度在-20℃~+85℃范围内变化。当冷端温度波动时,MAX6675仍能精确检测热端的温度变化。MAX6675是通过冷端补偿检测和校正周围温度变化的。该器件可将周围温度通过内部的温度检测二极管转换为温度补偿电压,为了产生实际热电偶温度测量值,MAX6675从热电偶的输出和检测二极管的输出测量电压。该器件内部电路将二极管电压和热电偶电压送到ADC中转换,以计算热电偶的热端温度。当热电偶的冷端与芯片温度相等时,MAX6675可获得最佳的测量精度。因此在实际测温应用时,应尽量避免在MAX6675附近放置发热器件或元件,因为这样会造成冷端误差。
(4) 与单片机的通讯
MAX6675采用标准的SPI串行外设总线与单片机接口。MAX6675从SPI串行
接口输出数据的过程如下:单片机使CS置为低电平,并提供时钟信号给SCK,
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由SO读取测量结果。CS变低将停止任何转换过程,CS变高将启动一个新的转换过程。将CS变低在SO端输出第一个数据,一个完整串行接口读操作需16个时钟周期,在时钟的下降沿读16个输出位,第1个输出位是D15,是一伪标志位,并总为0;D14位到D3位为以MSB到LSB顺序排列的转换温度值;D2位平时为低,当热电偶输入开放时为高,开放热电偶检测电路完全由MAX6675实现,为开放热电偶检测器操作,T-必须接地,并使接地点尽可能接近GND脚;D1位为低以提供MAX6675器件身份码,D0位为三态标志位。 MAX6675 SO端输出温度数据的格式如图3所示。
(5) 噪声补偿
MAX6675的测量精度对电源耦合噪声较敏感。为降低电源噪声影响,可在MAX6675的电源引脚附近接入1只0.1μF陶瓷旁路电容。
(6)SPI串行接口
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MAX6675采用标准的SPI串行外设总线与MCU接口,且MAX6675只能作为从设备。MAX6675 SO端输出温度数据的格式如图3所示,MAX6675 SPI接口时序如图4所示。MAX6675从SPI串行接口输出数据的过程如下:MCU使CS变低并提供时钟信号给SCK,由SO读取测量结果。CS变低将停止任何转换过程;CS变高将启动一个新的转换过程。一个完整串行接口读操作需16个时钟周期,在时钟的下降沿读16个输出位,第1位和第15位是一伪标志位,并总为0;第14位到第3位为以MSB到LSB顺序排列的转换温度值;第2位平时为低,当热电偶输入开放时为高,开放热电偶检测电路完全由MAX6675实现,为开放热电偶检测器操作,T-必须接地,并使能地点尽可能接近GND脚;第1位为低以提供MAX6675器件身份码,第0位为三态。
3.2 单片机控制部分
此部分是电路的核心部分,系统的控制采用了单片机AT89C51。单片机AT89C51内部有8KB单元的程序存储器及256字节的数据存储器。因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。
图3.2单片机控制电路
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3.4数字显示部分
在设计显示电路时,我们使用单片机AT89C51作为电路控制的核心,单片机AT89C51具有一个全双工的串行口,利用此串行口能够方便的实现系统的控制和显示功能。
LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWERS4RW5E6123d07d18d29d310d411d512d613d714D0D1D2D3D4D5D6D7RP11d0d1d2d3d4d5d6d723456789RESPACK-8 3.4 数字显示部分
4.软件设计
程序设计采用了模块化思想,有一个主程序,两个应用程序,即温度采集程序、液晶显示程序。
4.1主程序
主程序首先进行系统初始化,对显示模块进行必要的初始化,设置系统显示界面。其次就是温度值的读取、显示。如图4.1:
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