MAX6675 的原理及应用
中文摘要:
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。
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。
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。 3 工作时序
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。 5 结束语
为了正确使用MAX6675 芯片,设计时还必须注意以下几点: (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,因此要尽可能地采取措施防止噪声干扰。可在MAX6675 电源与地线之间接一个0. 1μF 的陶瓷电容。
MAX6675 的原理及应用
