thermocouple converter microprocessor temperature m&c system
liu hongen
(huai’an college of information technology, huai’an 223001, china)
abstract:k-type thermocouple converter max6675 and its applica tion in the microprocessor temperature m&c system were introduced in this paper. compare d with traditional system, it has simple peripheral circuit, higher resolution and higher antiinterruption ability.
key words:thermocouple; converter; microprocessor; peripheral circuit; m&c(measurement and control)
k型热电偶是工业生产中被广泛应用的廉价高温传感器。但由于：①产生的信号很微弱(仅约40μv／℃)，需要精密放大器对其进行放大；②按0℃分度，冷端在非0℃情况下需进行温度补偿；③输出的信号为模拟信号，欲与单片机等数字电路接口时须进行a／d转换。因此，以往的热电偶测温电路比较复杂、成本高、精度低，而且容易遭受干扰。
maxim公司新近开发出一种k型热电偶信号转换器(ic)max6675，该转换器集信号放大、冷端补偿、a/d转换于一体，直接输出温度的数字信号，使温度测量的前端电路变得十分简单。
1max6675的内部电路构成、性能与时序
max6675的内部由精密运算放大器、基准电源、冷端补偿二极管、模拟开关、数字控制器及adc电路构成，完成热电偶微弱信号的放大、冷端补偿和a／d转换功能。max6675采用8脚so形式封装，图1为引脚排列图，t+接k型热电偶的正极(镍铬合金)，t-接k型热电偶的负极(镍硅合金或镍铝合金)；片选信号端cs为高电平时启动温度转换，低电平时允许数据输出；sck为时钟输入端；so为数据输出端，温度转换后的12位数据由该脚以spi方式输出。
表1是max6675的性能、参数表；图2是其输出时序图，d15是虚拟位，d14～d3为温度转换的12位数据。
2max6675在单片机温度测控系统中的应用
2.1硬件电路
图3为以max6675处理k型热电偶信号的单片机温度测控系统原理图。max6675的片选线cs、时钟线sck和数据线so分别与单片机at89c51的p1.0、p1.1和p1.2引脚相连，温度数据采用模拟spi方式传送到单片机。单片机对温度信号处理后一方面送数码管显示，另一方面与设定的温度曲线进行比较以实施控制。键盘用于对控制参数进行设定。e2prom24c02用于存储控制参数，以免掉电丢失。
2.2软件编程
软件部分采用mcs-51汇编语言编写程序。运用模块化结构设计，软件主要包括主程序模块、max6675的温度转换数据采集模块、动态扫描显示模块、采样值与设定值比较、控制输出模块、键盘处理模块及控制参数读／写模块。为了充分利用单片机内部资源，简化硬件电路，采用动态扫描方式显示，而温度参数的设定(键盘管理)、存储在int0中断下完成；温度值定期采集(如10秒钟采集一次)在定时中断下完成。图4为各部分程序流程图。
3结束语
本系统利用k型热电偶转换器max6675与单片机接口并采用动态扫描显示方式，使硬件电路大大简化，既降低了成本，又提高了系统可靠性和抗干扰性；利用max6675，既便于构成温度显示仪表，又便于与单片机接口构成温度测控系统，实现定温控制，或按照温度工艺曲线的要求实现过程控制。系统可广泛应用于高温测控领域。
