MAX6675的原理与应用MAX6675的原理及应用一4l一●新特器件应用MAX6675的原理及应用南京大学物理系虞致国徐健健PrincipleandApplicationofChipMAXa675YuZhiguoXuJianjian摘要:MAX6675是美国MAXIM公司生产的带有冷端补偿,线性校正,热电偶断线检测的串行K型℃,冷端补偿范围为一20～+80℃,工作电压为3.0～5.5,,.文中介绍了MAX6675的功能特点,引脚排列及工作时序,给出了MAX6675与89C51的接口电路与编程设计方法.关键词:MAX6675;AT89C51;K型热电偶;模数转换分类号-TN792文献标识码:B文章编号:1006—69r77(2002)12—0041—02在工业温度测控场合,K型热电偶因其线性度好,价格廉价,测量范围宽而得到广泛的使用;但它MA)(m公司生产的K型热电偶串行模数转换器MAX6675不但可将模拟信号转换成12bit对应的数℃采用so一8封装,体积小,可靠性好.1引脚排列及内部结构MA)(6675芯片的引脚排列如图1所示,各引脚的功能如下:T一:热电偶负极(使用时接地);T+:热电偶正极;sCK:串行时钟输入;CS:片选信号;SO-串行数据输出;Vcc:电源端:GND-接地端;N.C.:悬空,不用.MAX6675的内部结构如图2所示,它主要由热电偶模拟信号放大电路,冷端补偿信号产生电路,GNDT—T+VccSO_——CSSCK图1MAX6675的引脚图A/D转换器以及数字控制电路等组成.2工作原理及功能特点根据热电偶测温原理,热电偶的输出热电势不仅与测量端的温度有关,而且与冷端的温度有关,在以往的应用中,有很多种冷端补偿方法,如冷端冰点法或电桥补偿法等,但调试都比拟麻烦.另外,由于热电偶的非线性,以往是采用微处理器表格法或线性电路等方法来减小热电偶本身非线性带来的测量误差,但这些都增加了程序编制及调试电路的难时,MAX6675内部集成的冷端补偿电路,非线性校正电路,断线检测电路都给K型热电偶的使用带来了极大的方便.MAX6675的特点如下:●内部集成有冷端补偿电路;●带有简单的3位串行接口;●可将温度信号转换成l2位数字量,温度分辨℃;●内含热电偶断线检测电路.T—T+图2MAX6675的内部结构SCKSOCS一42一?国外电子元器~)2002年第12期2002年12月!!!!入!入:入!/x\!入!/x\入入图3MAX6675的时序图3工作时序MAX6675可与微处理器或其它数字系统通过3线串口进行通信,其工作时序如图3所示.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CS引脚从高电平变为低电平时,第一个字节D15将时钟周期,数据的读取通常在SCK的下降沿进行.MAX6675的输出数据为16位,其中D15始终无用,D14一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说明热电偶断开),DI为MAX6675的标识符,DO为三态.需要指出的是:在以往的热电偶电路设计中,往往需要专门的断线检测电路,而MAX6675已将断线检测电路集成于片内,从而简化了电路设计.D14一D3为12位数据,其最小值为0,对应的温度值为0~C;最大值为4095,对应的温度值为1023.75oC;由于MAX6675内部经过了激光修正,因此,其转换结果与对应温度值具有较好的线性关系.温度值与数字量的对应关系为:4与89C51单片机的接口由于MAX6675的数据输出为3位串行接口,因MAX667589C51测VCGN.N.c.——13图4MAx6675与89(251系列连接示意图系列单片机为例给出的系统连接图.使用时,可用微处理器的P1.3提供,片选信号由P1.2提供,转换数据由PI.1读取.热电偶的模拟信号由T+和T一SCK的控制下连续输出.该系统的接口程序可用FraldinC51编写,Frak-linC51是一种为51系列单片机设计的高效C语言编译器.使用C语言可以缩短开发周期,而且开发出的系统易于维护,移植性很好.程序中定义的resulth和resultl可分别用于存放转换后数据的高4位及低8位,标志flag用于记录热电偶的断开(flag为1表示热电偶已经断开).序中须将读取的数据左移.其具体源程序如下:#include<reg51.h>#include<absacc.h>sbitSO=PI.1;sbitCS=PI.2:sbitSCK=P1.3;unsignedcharresulth,resultl;unsignedcharflag;voidread(void){unsignedchari;resulth=resultl=0:SCK=0:CS=0:SCK=1;SCK=0://输出数据Dl5SCK=1for(i=4;i>=1;i一一){SCK=0;resulth~0=SO;resulth=resulth<<1://读取转换结果的高四位//读取SO输出的字节,,歉撬433/868/915MH...