MAX6675 K型热电偶读温度

K型热电偶简介

K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。

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，其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2mm～4.0mm。

正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90:10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni:Si=97：3，其使用温度为-200℃~1300℃。

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广泛为用户所采用。

MAX6675简介

MAX6675冷端温度补偿、热电偶数字转换器可进行冷端温度补偿，并将K型热电偶信号转换成数字信号。数据输出为12位分辨率、SPI兼容、只读格式。

转换器温度分辨率为0.25°C，可读取温度达+1024°C，热电偶在0°C至+700°C温度范围内精度为8 LSB。

MAX6675时序

MAX6675采用串行总线协议，注意数据是在时钟上升沿后时采样。

MAX6675寄存器内容

寄存器内容如图，其中THERMOCOUPLE INPUT是传感器检测，当K型热电偶没有接入时返回1。

MAX6675读取程序

IO定义

//PA5 SO

//PA6 CS

//PA7 SCK

#define MAX6675_SO_PORT GPIOA

#define MAX6675_SO_PIN GPIO_Pin_0

#define MAX6675_CS_PORT GPIOA

#define MAX6675_CS_PIN GPIO_Pin_11

#define MAX6675_SCK_PORT GPIOA

#define MAX6675_SCK_PIN GPIO_Pin_12

#define SCK PAout(12)

#define CS PAout(11)

#define MISO PAin(0)

由于这里采用的是stm32f103rct6主控的正点原子mini板，为了保证不和其他IC冲突，使用A0（连接的wk_up）、A11（usb）、A12（usb）引脚。

IO初始化

void max6675_init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PA端口时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MAX6675_CS_PIN |MAX6675_SCK_PIN;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  

    GPIO_SetBits(GPIOA,MAX6675_CS_PIN|MAX6675_SCK_PIN);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MAX6675_SO_PIN;    

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  

}

其中用到的宏已经在上面引脚定义处给出。

串行数据读写程序

/**

  * @brief  max6675模块读写一个字节的数据

  * @param  txData：要发送的数据

  * @retval 接收到的数据

  */

uint8_t max6675_readWriteByte(uint8_t txData)

{

    unsigned char temp=0;

    unsigned char dat=0;

    for(temp=0x80; temp!=0; temp>>=1)

    {

        SCK=0;

        SPI_delay();  //让SCK稳定

        SCK=1;

        SPI_delay();  //让SCK稳定

        if(MISO==1)

        {

            dat|=temp;

        }

        else

        {

            dat&=~temp;

        }

    }

    return dat;

}

根据IC时序图，可以编写串行数据读取程序，注意因为是上升沿后读取数据，所以SCK先拉低再拉高，其中的SPI_delay调用的系统延时，用于使时钟线稳定，也保证采样时数据稳定，同时由于MAX6675允许的最快速率为4MHz，所以需要必要的延时。

void SPI_delay()

{

    delay_us(1);

}

读取寄存器值

uint16_t max6675_readRawValue(void)

{

    uint16_t tmp=0;

    GPIO_ResetBits(MAX6675_CS_PORT,MAX6675_CS_PIN); //enable max6675

    tmp=max6675_readWriteByte(0XFF); //read MSB

    tmp <<= 8;

    tmp |= max6675_readWriteByte(0XFF); //read LSB;

    //tmp=tmp&0x00FF;

    GPIO_SetBits(MAX6675_CS_PORT,MAX6675_CS_PIN); //disable max6675

    if (tmp & 4)

    {

        // thermocouple open

        //tmp = 0x0FFF; //未检测到热电偶 4095

tmp = 4095; //未检测到热电偶 4095

printf("thermocouple openrn");

    }

    else

    {

        tmp = tmp >> 3;

    }

tmp=tmp&0x0FFF; //12bit

    return tmp;

}

低电平片选设备，然后连续两次调用读取函数，读出16bit的寄存器值，先判断热电偶是否连接（如果热电偶没有连接，这里会直接返回4095，即测出来的值是1023.75摄氏度），最后返回12bit的温度值。

温度计算

/**

  * @brief  max6675模块读取测得的原始数据

  * @param  None

  * @retval 温度值（单位：℃）

  */

float max6675_readTemperature(void)

{

    return (max6675_readRawValue() * 1024.0 / 4096);

}

因为MAX6675的量程是0 ~ 1023.75摄氏度，而12bit表示的范围是 0 ~ 4095，所以需要读量程进行一个简单的转换。

主函数

直接改写正点原子的 ALIENTEK MINISTM32 实验11 TFT LCD液晶显示实验 的例程：

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include "lcd.h"

void max6675_init(void);

uint8_t max6675_readWriteByte(uint8_t txData); //max6675模块读写一个字节

uint16_t max6675_readRawValue(void);

float max6675_readTemperature(void);

char ss[20];

int main(void)

{

    float tempValue=0;

    u8 x=0;

    delay_init();     //延时函数初始化

    uart_init(115200); //串口初始化为9600

    LED_Init();   //初始化与LED连接的硬件接口

    LCD_Init();

    max6675_init();

    while(1)

    {

        POINT_COLOR=RED;

        tempValue=max6675_readTemperature();

        sprintf(ss,"temp:%f",tempValue);

        LCD_ShowString(30,40,200,24,24,ss);

        LED0=!LED0;

        delay_ms(200);

    }

}

注意MAX6675数据手册有说明，芯片的转换时间典型值为0.17s，最大值为0.22s，如果发现MAX6675采集到的数据一直不变，请注意自己的采样频率！！！

实际效果

实际演示效果如下图~

其中k型热电偶是自己后来单独买的，MAX6675是在优信电子购买的~