基于MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
CPLD內(nèi)部邏輯如圖4所示,為了將12位有效數(shù)據(jù)提取出來(lái),先要將串行的SO輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的,利于有效數(shù)據(jù)的提取。圖中的CLK是指總時(shí)鐘,用一個(gè)40 MHz的晶振,通過(guò)分頻為芯片提供時(shí)鐘。根據(jù)芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)和上述分析,給SCK信號(hào)1 MHz頻率。以芯片時(shí)序要求,給RST信號(hào)2.5 Hz時(shí)鐘,即0.4 s完成一次數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸。圖中數(shù)據(jù)寄存模塊的功能是為了寄存各路并行輸入信號(hào),便于后期上傳。采集控制模塊的主要作用是便于通過(guò)給系統(tǒng)的總時(shí)鐘分頻,為MAX6675芯片提供時(shí)鐘信號(hào)SCK和RST。而傳輸控制模塊是為了調(diào)試時(shí)利于信號(hào)的檢測(cè)。此模塊的作用是為輸出信號(hào)添加幀頭,利于后期對(duì)輸出信號(hào)的確認(rèn);以及為傳輸模塊提供合理的同步時(shí)鐘,使得每一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸能夠和相應(yīng)時(shí)鐘對(duì)應(yīng)。本文引用地址:http://2s4d.com/article/191151.htm
4 后期測(cè)試
按照上述原理進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)和CPLD內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì),完成了一個(gè)可以多路同時(shí)進(jìn)行溫度采集系統(tǒng)。通過(guò)常溫下對(duì)該溫度采集系統(tǒng)進(jìn)行的多次采集試驗(yàn),隨機(jī)抽取了其中一路溫度采集統(tǒng)計(jì)圖作為試驗(yàn)結(jié)果,如圖5所示。
圖5是一次常溫下經(jīng)過(guò)約20 min共3 500幀的采樣結(jié)果,從圖中首先觀察到最高溫度和最低溫度分別達(dá)到24.25℃和22℃,相減得到溫度波動(dòng)為2.5℃。芯片手冊(cè)中,芯片的溫度測(cè)量每一個(gè)數(shù)據(jù)位為0.25℃,而測(cè)量的顯示精度為8個(gè)數(shù)據(jù)位,所以該芯片的測(cè)量誤差為8×0.25= 2℃。同時(shí)再考慮到整個(gè)系統(tǒng)的誤差,包括電源噪聲、電路噪聲,誤差能達(dá)到2~2.5℃。綜上所述,根據(jù)圖5所示溫度曲線的2.5℃的波動(dòng),這個(gè)結(jié)果完全符合芯片手冊(cè)要求。
另外,還利用瞬時(shí)高溫對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如圖6所示,給出其中6路同時(shí)采集的數(shù)據(jù),6種線型代表6路溫度采集。曲線圖中離瞬時(shí)高溫產(chǎn)生范圍較近的,如通道63、通道64,在產(chǎn)生高溫的前500幀時(shí)間里變化較為明顯,達(dá)到了100℃以上,而離瞬時(shí)高溫產(chǎn)生范圍較遠(yuǎn)的,如通道61和通道62,在產(chǎn)生高溫的前500幀時(shí)間里,則溫度變化較舒緩,該圖將瞬時(shí)高溫打擊下的高低溫區(qū)域明顯區(qū)分開,充分證明了NAX6675以及文中多路溫度采集系統(tǒng)的良好性能。
5 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)NAX6675芯片應(yīng)用和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)的良好性能和較高的性價(jià)比。另外,利用CPLD或者FPGA實(shí)現(xiàn)多路溫度采集擁有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、體積小、操作簡(jiǎn)潔方便,干擾因素少,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),對(duì)工程應(yīng)用具有一定的實(shí)用價(jià)值。
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評(píng)論