基于单片机技术的电阻炉炉温控制系统设计

基于单片机技术的电阻炉炉温控制系统设计内容摘要：

电路 3 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 硬件设计 温度检测电路 本系统采用的 K 型（镍铬 镍硅）热电偶，其可测量 1312℃以内的温度，其线性度较好，而且价格便宜。 K 型热电偶的输出是毫伏级电压信号，最终要将其转换成数字信号与CPU 通信。 传统的温度检测电路采用“传感器 滤波器 放大器 冷端补偿 线性化处理 A/D转换”模式，转换环节多、 电路复杂、精度低。 在本系统中，采用的是高精度的集成芯片MAX6675 来完成“热电偶电势 温度”的转换，不需外围电路、 I/O接线简单、精度高、成本低。 MAX6675 是 MAXIM 公司开发的 K 型热电偶转换器，集成了滤波器、放大器等，并带有热电偶断线 检测电路，自带冷端补偿，能将 K 型热电偶输出的电势直接转换成 12 位数字量，分辨率 ℃。 温度数据通过 SPI 端口输出给单片机，其冷端补偿的范围是 20℃—— 80℃，测量范围是 0—— ℃。 表 1 为 MAX6675 的引脚功能图。 引脚号 名称 功能 1 GND 接地端 2 T 热电偶负极 (使用时接地 ) 3 T+ 热电偶正极 4 VCC 电源端 5 SCK 串行时种输入端 6 CS 片选信号 7 SO 数据串行输入端 8 NC 悬空不用 表 1 MAX6675 的引脚功能图 4 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 图 2 为 系统的温度检测电路。 当 为低电平且 口产生时钟脉冲时， MAX6675的 SO 脚输出转换数据。 在每一个脉冲信号的下降沿输出一个数据， 16 个脉冲信号完成一串完整的数据输出，先输出高电位 D15，最后输出的是低电位 D0， D14D3 为相应的温度转换数据。 当 为高电平时， MAX6675 开始进行新的温度转换。 在应用 MAX6675 时，应该注意将其布置在远离其它 I/O 芯片的地方，以降低电源噪声的影响； MAX6675 的 T 端必须接地，而且和该芯片的电源地都是模拟地，不要和数字地混淆而影响芯片读数的准确性。 图 2 系统温度检测电路 LED 动态扫描电路 本系统采用 8 个共阴 LED 数码管及 驱动芯片 6B59 74HC595 共同构成显示电路。 键盘控制时钟显示原理是：程序开始分配相应的地址单元，响应主程序，系统开定时器与中断，响应中断后，通过 T0， T1的高低电平控制 6B595 和 HC595 的选通与高阻，发送片选码与字选码当 T0=1， T1=0 时， 74HC595 呈高阻， 6B595 进行片选。 当 T0=0， T1=1 时74HC595 锁存输入数据，并将输入数据并出。 时钟自程序做加 1 处理，当溢出时向高位进位。 通过键 盘的设置可以显示炉温、设定的时间、实际的时间等。 图 3 为 本系统的 LED 动态扫描电路。 5 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊。