MAX6675使用笔记

前言

MAX6675执行冷端补偿，并数字化K型热电偶的信号。 数据以SPI™兼容的12位分辨率，只读格式输出。
该转换器分辨率为0.25°C，允许读数高达+ 1024°C，并且在0°C至+ 700°C的温度范围内具有8LSB的热电偶精度。

什么是热电偶

当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。因此，我们通过测量热电偶之间的压差就会求得侧两端的温度。

测温芯片 MAX6675 传感器 K型热电偶

为什么使用K型热电偶？ K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶，从性能和成本上考虑我们采用K型热电偶。

典型电路

内部框图

A1差分放大器电路（A1同相端接入基准电压源），A2为电压跟随器（接入 温度补偿二极管）

输入放大器（A1）是一种低噪声的放大器，旨在实现高精度的输入传感。使热电偶和连接线远离电气噪声源

MAX6675详细介绍

MAX6675是一款精密的热电偶数字转换器，内置12位模数转换器（ADC）。 MAX6675还包括冷端补偿检测和校正，数字控制器，SPI兼容接口以及相关的控制逻辑。MAX6675设计用于在恒温，过程控制或监控应用中与外部微控制器或其他智能器件配合使用。

1.温度转换

MAX6675包括信号调节硬件，可将热电偶的信号转换为与ADC输入通道兼容的电压。T +和T-输入连接到内部电路，可减少热电偶导线引入的噪声误差。

在将热电电压转换为等效温度值之前，必须补偿热电偶冷端（MAX6675环境温度）与0°C虚拟基准之间的差异。对于K型热电偶，电压变化为41µV /°C，可通过以下线性方程式近似热电偶特性：
VOUT是热电偶输出电压（µV）。TR是远端热电偶结的温度（°C）。TAMB是环境温度（°C）。

2.冷端补偿

热电偶的功能是感应热电偶线两端之间的温度差。 热电偶的热端可以读取0°C至+ 1023.75°C的温度。冷端（安装MAX6675的电路板的环境温度）只能在-20°C至+ 85°C的范围内变化。当冷端温度波动时，MAX6675继续准确地感应另一端的温差。

MAX6675利用冷端补偿来检测并校正环境温度的变化。该设备使用温度感应二极管将环境温度读数转换为电压。为了进行实际的热电偶温度测量，MAX6675测量来自热电偶输出和检测二极管的电压。器件的内部电路将二极管的电压（感测环境温度）和热电偶电压（感测远端温度减去环境温度）传递到ADC中存储的转换函数，以计算热电偶的热端温度。当热电偶冷端和MAX6675处于相同温度时，可实现MAX6675的最佳性能。避免在MAX6675附近放置发热设备或元件，因为这可能会产生与冷端有关的错误。

通讯方式

常用的SPI方式，注意MCU的SPI的时钟频率最好不超过该芯片最高时钟频率的1/2

数据结构

代码部分

MAX6675.h

#ifndef __MAX6675_H
#define __MAX6675_H	 
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
//---------------------
#define SCK PBout(3)
#define CS PBout(4)
#define SO PBin(5)
//---------------------
#define ID1 PBin(6)
#define ID2 PBin(7)
#define ID3 PBin(8)


void MAX6675_Init(void);//初始化
unsigned int MAX6675_ReadReg(void);//数据
unsigned int MAX6675_connect(void);//连接状态
void read_temper(void);//读取温度
	

unsigned int MAX6675_Temp(void);//温度



//--------------------------
unsigned int MAX6675_ReadReg2(void);	 	



#endif

MAX6675.c

#include "MAX6675.h"
#include "pid.h"

extern u16 Kms10;

void MAX6675_Init(void)
{
 
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	 //使能PB端口时钟
	
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;				 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4);						 //PA.8 输出高
	
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//设置成上拉输入
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}
 
//-----------------------------------------------------------

unsigned int MAX6675_ReadReg(void)
{ 
	unsigned char i;   
	unsigned int dat;
	 
	i   = 0;   
	dat = 0; 	
	CS=0;
  SCK = 0;    
	
	for(i=0; i<16; i++) 
	{      
		SCK = 1;     
		dat = dat<<1;    
		if(SO==1)   
			dat = dat|0x01;   
		SCK = 0;    
	} 
	CS = 1;   
	  
	return dat;   
}  
//------------------
unsigned int MAX6675_connect(void)//连接状态
{ 
 
	unsigned int dat;
		dat=MAX6675_ReadReg();		 	//读出数据的D2位是热电偶掉线标志位，该位为1表示掉线，该位为0表示连接
		dat=dat&0x04;
		dat=dat>>2; 	//MAX6675是否在线  
	return dat;   
}  
//------------------
unsigned int MAX6675_Temp(void)//连接状态
{ 
 
	unsigned int dat;
	dat=MAX6675_ReadReg();	
	dat = dat<<1;
	dat = dat>>4;
	dat = dat/4;
	//	MAX6675_Temp2= ttt%4*25;//小数
	return dat;   
}  
void read_temper()//读取温度
{
  u16 d;

	if(Kms10<40)  return ;//时间累积够了400ms

  d=MAX6675_ReadReg();//读取MAX6675当前的温度值
	d = d<<1;
  pid.Pv=((d>>4)&0x0fff)*0.25;//转换温度  并转存
	
		 	//读出数据的D2位是热电偶掉线标志位，该位为1表示掉线，该位为0表示连接
		d=d&0x08;
		 pid.connect=d>>3; 	//MAX6675是否在线 
	
	
	
  Kms10=0;	//清空   时间标志
}
//-----------------------------------------------------------

//unsigned int MAX6675_ReadReg2(void)
//{ 
//	unsigned char i2;   
//	unsigned int dat2;
//	 
//	i2   = 0;   
//	dat2 = 0; 	
//	CS2=0;
//  SCK2 = 0;    
//	
//	for(i2=0; i2<16; i2++) 
//	{      
//		SCK2 = 1;     
//		dat2 = dat2<<1;    
//		if(SO2==1)   
//			dat2 = dat2|0x01;   
//		SCK2 = 0;    
//	} 
//	CS2 = 1;   
//	  
//	return dat2;   
//}  



//-----------------------------------------------------------

void DelayMs(unsigned int i)
{
	unsigned int j,k;

	for(j=i; j>0; j--)
		for(k=114; k>0; k--);
}