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基于STM2的k型热电偶采集系统

基于STM32的k型热电偶采集系统 制作人-王天浩 陈力豪 夏正俊 2012级电气工程及其自动化 基本功能 对温度进行实时监测 绘制最近七组温度折线图 监测热电偶的连接状态 实现中文显示 基本参数 MCU主频72MHZ 热电偶温度范围为0~800摄氏度 精度为°C 彩频尺寸280*420 传感器部分 基本原理: 在热电偶回路中产生的 电势由温差电势和相接触电势两部分组成但是以接触电势为主 热电偶的优点 测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响 测量范围广。 构造简单,使用方便。 可以根据温度测量范围及精度,选用相应分度号的热电偶 K型热电偶的相关参数 材质:镍铬-镍硅 基本误差限:±0.75%t 测量范围:0~800°C 长度:4*50*1000mm 热电偶的温度对应电压表 冷端补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重,而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 Eab(T,T0)=Eab(T,T1)+Eab(T1,T0) 数据采集模块-MAX6675 MAX6675是Maxim公司推出的具有冷端补偿的单片K型热电偶放大器与数字转换器。文中介绍器件的特点、工作原理及接口时序,并给出与单片机的接口电路及温度读取、转换程序。 MAX6675特性 简单的SPI串行口温度值输出; 0℃~+1024℃的测温范围; 12位0.25℃的分辨率; 片内冷端补偿; 热电偶断线检测; 低功耗特性; 工作温度范围-20℃~+85℃; MAX6675内部结构 时序与数据结构 STM32采集程序 图形界面 图形界面部分 图形界面部分 * * 接触电势:它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。当两种不同的导体A和B相接触时,假设导体A和B的电子密度分别为Na和Nb并且NaNb,则在两导体的接触面上,电子在两个方向的扩散率就不相同,由导体A扩散到导体B的电子数比从B扩散到A的电子数要多。导体A失去电子而显正电,导体B获得电子而显负电。因此,在A、B两导体的接触面上便形成一个由A到B的静电场,这个电场将阻碍扩散运动的继续进行,同时加速电子向相反方向运动,使从B到A的电子数增多,最后达到动态平衡状态。此时A、B之间也形成一电位差,这个电位差称为接触电势。 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。 温度值= 1023. 75 ×转换后的数字量/ 4095。(约为四分之一) 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 一次读8位所以要读两次 图形界面部分使用的的是已经封装完毕 的GUI,可以实现画点,画圆,画线, 区域填充,数字显示,字母显示,汉字 显示,由于已经添加字库,无需手动打点, 字库包含12*12和16*16大小,并且保存在 外部flash中,通过移植的FATFS来进行读取 由于无法实现小数的显示,所以只精确到个位 但是可以通过串口向上位机发送精确数值 折线图是使用划线函数组成,在屏幕 固定坐标中先构建出坐标系,之后将 采集到的数据使用指针传递到折线图函数 中,按照一定的比例来确定点的位置,之后 根据两点确定一条线来画出折线

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