基于MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
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CPLD內部邏輯如圖4所示，為了將12位有效數(shù)據(jù)提取出來，先要將串行的SO輸入信號轉換成并行的，利于有效數(shù)據(jù)的提取。圖中的CLK是指總時鐘，用一個40 MHz的晶振，通過分頻為芯片提供時鐘。根據(jù)芯片數(shù)據(jù)手冊和上述分析，給SCK信號1 MHz頻率。以芯片時序要求，給RST信號2．5 Hz時鐘，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，便于后期上傳。采集控制模塊的主要作用是便于通過給系統(tǒng)的總時鐘分頻，為MAX6675芯片提供時鐘信號SCK和RST。而傳輸控制模塊是為了調試時利于信號的檢測。此模塊的作用是為輸出信號添加幀頭，利于后期對輸出信號的確認；以及為傳輸模塊提供合理的同步時鐘，使得每一個數(shù)據(jù)的傳輸能夠和相應時鐘對應。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/191151.htm
4 后期測試
按照上述原理進行硬件電路設計和CPLD內部邏輯設計，完成了一個可以多路同時進行溫度采集系統(tǒng)。通過常溫下對該溫度采集系統(tǒng)進行的多次采集試驗，隨機抽取了其中一路溫度采集統(tǒng)計圖作為試驗結果，如圖5所示。
圖5是一次常溫下經過約20 min共3 500幀的采樣結果，從圖中首先觀察到最高溫度和最低溫度分別達到24．25℃和22℃，相減得到溫度波動為2．5℃。芯片手冊中，芯片的溫度測量每一個數(shù)據(jù)位為0．25℃，而測量的顯示精度為8個數(shù)據(jù)位，所以該芯片的測量誤差為8×0．25= 2℃。同時再考慮到整個系統(tǒng)的誤差，包括電源噪聲、電路噪聲，誤差能達到2～2．5℃。綜上所述，根據(jù)圖5所示溫度曲線的2．5℃的波動，這個結果完全符合芯片手冊要求。
另外，還利用瞬時高溫對該系統(tǒng)進行了測試，測試結果如圖6所示，給出其中6路同時采集的數(shù)據(jù)，6種線型代表6路溫度采集。曲線圖中離瞬時高溫產生范圍較近的，如通道63、通道64，在產生高溫的前500幀時間里變化較為明顯，達到了100℃以上，而離瞬時高溫產生范圍較遠的，如通道61和通道62，在產生高溫的前500幀時間里，則溫度變化較舒緩，該圖將瞬時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 結束語
通過NAX6675芯片應用和實驗，驗證了MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)的良好性能和較高的性價比。另外，利用CPLD或者FPGA實現(xiàn)多路溫度采集擁有設計簡單、體積小、操作簡潔方便，干擾因素少，可靠性高等優(yōu)點，對工程應用具有一定的實用價值。
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