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MAX6675+ K型热电偶

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woai32lala|  楼主 | 2022-5-21 10:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 woai32lala 于 2022-5-21 10:49 编辑

#申请原创# @21小跑堂 MAX6675+ K型热电偶测温
    前几天做项目用到一个测温电路,使用热电偶测温,今天来跟大家一起分享一下使用心得。
    1、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。
  2、测量方案
  MCU:HC32F460  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。
43535628849a1b519f.png
MAX6675 这是一款专门用于测量K型热电偶芯,12-Bit, 0.25°C Resolution,最高测量温度为1024,符合我们使用条件。
3、使用方式
K型采用的SPI通讯协议
45804628849d4bc391.png
为了保证MCU的时钟边沿被MAX6675正确识别,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。
19496628849f77482c.png

热电偶蓝色端接在MAX6675芯片T-,T-端通常接在PCB的地线。
热电偶红色端接在MAX6675芯片T+。 4186262884b4703abf.png
4、应用电路
5572762884d4c2e5a3.png 8559362884d77c3f03.png
原理图电路前方只加滤波电容,不能再加电阻,MAX6675内部是差分运放,外加电阻会改变原有的放大倍率。
5、代码 67583628850d33032d.png 968062884de68ef50.png
注意SPI的时钟极性和相位
MAX6675的CS管脚被拉低后,发送十六个脉冲信号就可得到输出数据。
MAX6675只有数据线只有MISO管脚。
//SPI  和 CS管脚初始化
void Max6675_GPIO_Init(void)
{
    stc_spi_init_t stcSpiInit;
    stc_port_init_t stcPortInit;

    MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);
    stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out;
    stcPortInit.enPullUp = Enable;
    PORT_Init(MAX6675_SPI2_CS1_PORT, MAX6675_SPI2_CS1_PIN, &stcPortInit);
    MAX6675_SPI2_CS_HIGH();

    /* configuration structure initialization */
    MEM_ZERO_STRUCT(stcSpiInit);
    /* Configuration peripheral clock */
    PWC_Fcg1PeriphClockCmd(MAX6675_SPI2_UNIT_CLOCK, Enable);

    /* Configuration SPI pin */
    PORT_SetFunc(MAX6675_SPI2_SCK_PORT, MAX6675_SPI2_SCK_PIN,  MAX6675_SPI2_SCK_FUNC, Disable);
    PORT_SetFunc(MAX6675_SPI2_MISO_PORT,MAX6675_SPI2_MISO_PIN, MAX6675_SPI2_MISO_FUNC, Disable);

    /* Configuration SPI structure */
    stcSpiInit.enClkDiv = SpiClkDiv128;
    stcSpiInit.enFrameNumber = SpiFrameNumber1;
    stcSpiInit.enDataLength = SpiDataLengthBit8;
    stcSpiInit.enFirstBitPosition = SpiFirstBitPositionMSB;
    stcSpiInit.enSckPolarity = SpiSckIdleLevelLow;
    stcSpiInit.enSckPhase = SpiSckOddSampleEvenChange;
    stcSpiInit.enReadBufferObject = SpiReadReceiverBuffer;
    stcSpiInit.enWorkMode = SpiWorkMode3Line;
    stcSpiInit.enTransMode = SpiTransFullDuplex;
    stcSpiInit.enCommAutoSuspendEn = Disable;
    stcSpiInit.enModeFaultErrorDetectEn = Disable;
    stcSpiInit.enParitySelfDetectEn = Disable;
    stcSpiInit.enParityEn = Disable;
    stcSpiInit.enParity = SpiParityEven;
    stcSpiInit.enMasterSlaveMode = SpiModeMaster;
    stcSpiInit.stcDelayConfig.enSsSetupDelayOption = SpiSsSetupDelayCustomValue;
    stcSpiInit.stcDelayConfig.enSsSetupDelayTime = SpiSsSetupDelaySck1;
    stcSpiInit.stcDelayConfig.enSsHoldDelayOption = SpiSsHoldDelayCustomValue;
    stcSpiInit.stcDelayConfig.enSsHoldDelayTime = SpiSsHoldDelaySck1;
    stcSpiInit.stcDelayConfig.enSsIntervalTimeOption = SpiSsIntervalCustomValue;
    stcSpiInit.stcDelayConfig.enSsIntervalTime = SpiSsIntervalSck6PlusPck2;
    SPI_Init(MAX6675_SPI2_UNIT, &stcSpiInit);
    SPI_Cmd(MAX6675_SPI2_UNIT, Enable);

}

/**
  * @brief  max6675模块读取测得的原始数据
  * @param  None
  * @retval 温度的原始数据
  */
static uint16_t Max6675_ReadRawValue(channel)
{
    uint16_t tmp;
    //enable max6675
    Max6675_Cs_Enable(channel);

    tmp = Max6675_Write_Send_Byte(0XFF); //read MSB
    tmp <<= 8;
    tmp |= Max6675_Write_Send_Byte(0XFF); //read LSB

    Max6675_Cs_Disable(channel);
    if(tmp & 4)
    {
        // thermocouple open
        tmp = 4095; //未检测到热电偶
    }
    else
    {
        tmp = tmp >> 3;
    }
    return tmp;
}


//温度分辨率
#define MAX6675_TEMPERATURE_RESOLUTION            0.25f

将SPI读取的数据x温度分辨率,就得到侧两端实际的温度值。
1216062884fa08aefd.png
988662884ffc81eda.png
通过返回数据的第二个位,可以检测是否有热电偶是否插上。如果D2为0则表示有热电偶,否则没有。
再就是画PCB的时候,热电偶的冷端和 MAX6675原理图热量较大的元器件,避免检测误差。
以上 就是MAX6675 的使用心得。




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21小跑堂 打赏了 10.00 元 2022-05-24
理由:恭喜通过原创文章审核!请多多加油哦!

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21小跑堂 2022-5-24 13:13 回复TA
感谢分享K型热电偶使用心得 

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9527sz| | 2023-7-5 14:02 | 显示全部楼层
66666

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