MAX6675的原理及应用

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MAX6675的原理及应用

-41-●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

PrincipleandApplicationofChipMAX6675

YuZhiguo

XuJianjian

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

热电偶模数转换器,它的温度分辨能力为0.25℃,冷端补偿范围为-20～+80℃,工作电压为3.0～5.5V。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:TN79+2

文献标识码:B

文章编号:1006-6977(2002)12-0041-02

在工业温度测控场合,K型热电偶因其线性度好,价格便宜,测量范围宽而得到广泛的使用;但它往往需要冷端补偿,且电路较复杂,调试麻烦。而MAXIM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

字量,而且自带冷端补偿。其温度分辨能力达0.25℃,可以满足绝大多数工业应用场合。MAX6675采用SO-8封装,体积小,可靠性好。

1引脚排列及内部结构

MAX6675芯片的引脚排列如图1所示,各引脚

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,但调试都比较麻烦。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度。而MAX6675对其内部元器件的参数进行了激光修正,从而对热电偶的非线性进行了内部修正。同时,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12位数字量,温度分辨率达0.25℃;

●内含热电偶断线检测电路。

的功能如下:

T-: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、

图1MAX6675的引脚图图2MAX6675的内部结构

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《国外电子元器件》2002年第12期2002年12月

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从低电平变回高电平时,MAX6675将进行新的转换。在CS引脚从高电平变为低电平时,第一个字节D15将出现在引脚SO。一个完整的数据读过程需要16个时钟周期,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～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表明热电偶断开),D1为MAX6675的标识符,D0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～D3为12位数据,其最小值为0,对应的温度值为0℃;最大值为4095,对应的温度值为1023.75℃;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:

温度值=1023.75×转换后的数字量/4095。

系列单片机为例给出的系统连接图。使用时,可用

软件模拟同步串行读取过程。图中串行外界时钟由微处理器的P1.3提供,片选信号由P1.2提供,转换数据由P1.1读取。热电偶的模拟信号由T+和T-端输入,其中T-需接地。MAX6675的转换结果将在SCK的控制下连续输出。

该系统的接口程序可用FraklinC51编写,Frak2linC51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)。MAX6675的输出数据为高位在前,低位在后。故程序中须将读取的数据左移。其具体源程序如下:

#include#includesbitSO=P1.1;sbitCS=P1.2;sbitSCK=P1.3;

unsignedcharresulth,resultl;unsignedcharflag;voidread(void){

unsignedchari;resulth=resultl=0;SCK=0;CS=0;SCK=1;SCK=0;SCK=1

for(i=4;i>=1;i--){SCK=0;resulth^0=SO;

//读取SO输出的字节

//数据左移

//读取转换结果的高四位

//输出数据D15

4与89C51单片机的接口

由于MAX6675的数据输出为3位串行接口,因此只需占用微处理器的3个I/O口。图4是以89C51

图4MAX6675与89C51系列连接示意图

resulth=resulth<<1;

433/868/915MHzFSK/ASK/OOK无线收发器RF2945

-43-●新特器件应用

433/868/915MHzFSK/ASK/OOK无线收发器RF2945

南华大学电气工程学院

黄智伟

廖金盛

433/868/915MHzFSK/ASK/OOKTransceiverRF2945

HuangZhiwei

LiaoJinsheng

摘要:RF2945是RFMicroDevices公司生产的一种单片射频收发芯片,利用该芯片可在433/868/

915MHzISM频段进行FSK/ASK/OOK调制和解调。由于RF2945射频收发芯片内含射频发射、射频接收、PLL合成和FSK调制/解调等电路,因而可用于接收和发送数字信号。文中介绍了RF2945的结构原理和主要特性,同时给出了RF2945收发器的典型应用电路和使用注意事项。关键词:无线发射;分类号:TN925

无线接收;FSK/ASK/OOK;PLL;RF2945文献标识码:B文章编号:1006-6977(2002)12-0043-04

1概述

RF2945是RFMicroDevices公司生产的一种单

电压较低(2.7～5.5V),其低功耗模式时的待机电流仅1RF2945只需外接少数元器件即可构成一个μA。

完整的射频收发器。因此可方便地嵌入各种测量和控制系统;同时可广泛用于仪器仪表数据采集系统、无线抄表系统、无线数据通信系统、计算机遥测遥控等系统中。

片RF收发芯片,该芯片可工作在433/868/915MHzISM频段,并具有FSK/ASK/OOK调制和解调能力,同时它的抗干扰能力也很强,因而很适合于工业控制应用系统。RF2945采用PLL频率合成技术,因此其频率稳定性很好,灵敏度高达-96dBm,最大发射功率达+8.5dBm,可直接与微控制器接口且工作

SCK=1;}

for(i=8;i>=1;i--)//读取转换结果的低8位{

SCK=0;resultl^0=SO;resultl=resultl<<1;SCK=1;}

SCK=0;flag=SO;SCK=1;SCK=0;}

//输出数据D0//读取断偶标志

2引脚功能

RF2945采用32脚LQFP封装形式,其引脚排列(1)利用输出数据中的D2进行断偶检测时,热

电偶的输入负极T-必须接地,且应尽可能地靠近

MAX6675的引脚地(即PIN1);

(2)由于冷端温度是由MAX6675本身检测的,

因此,为了提高测量的精确度,电路板的地线尽可能地大;

(3)由于热电偶信号为微弱信号,因此要尽可能