[技术讨论] MAX6675+ K型热电偶

前几天做项目用了一个测温电路，用热电偶测温，今天就和大家分享一下使用经验。
什么是热电偶？
当有两种不同的导体或半导体A和时B当两端相互连接时，只要两端温度不同，
一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，它被称为自由端（也被称为参考端）或冷端，在回路中
电势的方向和大小与导体材料和两个接头的温度有关。这种现象被称为热电效应，
由两种导体组成的电路称为热电偶
因此，我们通过测量热电偶之间的压差来获得两端的温度。
2、测量方案
MCU：HC32F460测温芯片 MAX6675 传感器： K型热电偶
为何使用K型热电偶？K热电偶具有线性好、热电势大、灵敏度高、稳定性和均匀性好、抗氧化性强、价格便宜等优点，
可用于氧化惰性气氛。K热电偶可以直接从0中测量各种生产℃到1300℃液体蒸汽和气体介质的范围
以及固体的表面温度。K型热电偶是目前使用量最大的廉金属热电偶。考虑到性能和成本，我们使用K型热电偶。

MAX6675 专门用于测量K型热电偶芯，12-Bit, 0.25°C Resolution，满足我们使用条件的最高测量温度为1024。
3、使用方式
K型采用的SPI通讯协议

为了保证MCU时钟边缘被子MAX6675正确识别，MCU的SPI最好不要超过芯片最高时钟频率的1/2。


热电偶蓝色端接MAX6675芯片T-，T-端通常接在PCB的地线。
热电偶红色端接MAX6675芯片T 。
4、应用电路

原理图电路前只加滤波电容，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
注意SPI时钟极性和相位
MAX6675的CS输出数据可以通过发送16个脉冲信号来获得。
MAX6675只有数据线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);

}

/**
*@briefmax读取6675模块检测到的原始数据
* @paramNone
* @retval 原始温度数据
*/
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。


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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作者：woai32lala
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来源：21ic.com
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