1　引　言　　
　　工业现场中常用热电偶或热电阻来测量温度，热电偶和热电阻的输出信号微弱，且在各自的测温范围内都存在明显的非线性，因此这些信号常需经过放大、线性化以及模／数转换后才能与CPU通讯。对于热电偶，还需要设计冷端补偿电路来抵消热电偶参考端的温度变化。这些都使测温系统成本高，开发周期长，因此严重影响了它们的广泛使用。为此，很多厂商推出了集成温度传感器。这些集成温度传感器将温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上，其输出通常为正比于所测温度的直流电流或直流电压、故使用非常方便、外围电路简单、性能稳定可靠。但由于受本身结构的限制，这些集成温度传感器通常测温范围小（－50℃～＋150℃），且其使用环境有很多的限制，因此，在一些测温范围宽，工作环境恶劣的场所，便无法使用集成温度传感器。
    美国MAXIM公司近期推出了数字输出型的K 型热电偶信号处理集成芯片MAX6675，其测温范围为0℃～1023．75℃。由于使用K型热电偶作为温度传感器，因此由其组成的测温系统可应用在各种恶劣的工作环境下，MAX6675在继承了集成温度传感器使用方便、电路简单、性能稳定等诸多优点的基础上，有效解决了集成温度传感器测温范围小和使用环境受限制的缺点。文中将详细介绍MAX6675的工作原理，并给出利用它组建测温网络的应用实例。
2　MAX6675简介　　
　　1）工作原理：MAX6675为8脚SO封装，各引脚的功能如表2—1所示。

它内置一个12位A／D转换器，两个放大器，冷端补偿电路以及参考电平发生器。来自K型热电偶的热电势与引脚T＋、T－连接，信号经两级放大器放大和滤波处理后，成为与芯片内的A／D转换器相匹配的电平信号。对于K型热电偶，其“热电势—温度”关系是固定的，MAX6675正是利用测量热电势的大小来获知温度数据的。另外，热电偶的输出热电势只与工作端（通常称为热端）和参考端（通常称为冷端）的温差有关，因此当冷端（即MAX6675所在的环境）的温度变化时，MAX6675是通过内置的冷端补偿的电路来实现冷端补偿的。它将温度的变化转换为相应的电平信号，有了这个电平信号和热电偶的输出热电势，便能得知测量端的绝对温度值。MAX6675的工作原理如图2—1所示。

　　测温时，将引脚CS置低电平，同时在SCK引脚上输入一串脉冲信号便能从SO引脚处读得温度数据，一串完整的温度数据需要16个脉冲信号，每一下降沿输出一位数据，从最高位（D15）开始，D14～D3为相应的温度数据位。
    2）主要特点：
　　自带冷端补偿电路，能将K型热电偶的输出热电势转换为12位温度值，分辨率为0．25℃，温度数据通过SPI（串行同步通信）接口发送给单片机。当供电电压为＋3．3V，其在0℃～700℃时精度为±2℃，700℃～1 000℃时精度为±4．25℃。8脚SO封装，体积极小（长、宽、高分别为6．2mm、5mm、1．75mm），当测温网络测温点较多时，能大大减小系统尺寸。
3　测温网络实例　　
    1）硬件实现
　　如前所述，MAX6675是通过SPI接口将温度数据发送给单片机的，单片机的串口资源是很有限的，一般不超过2个串口通讯模块，因此要想实现多点温度测量，必须在同一串行通信接口上挂接多个 MAX6675。利用MAX6675实现多点温度测量是通过它的片选引脚来实现的。图3—1所示为测温网络系统的结构示意图。其中每片MAX6675挂接一个热电偶，用来测量不同待测点的温度。图中导线DATA和CLK分别连接各个MAX6675的SO和SCK引脚，并与单片机的一个串行同步通信接口连接。各个时刻哪个测量端与CPU通讯是由其片选引脚来决定的，在同一时刻，只有一片MAX6675的引脚是置低电平的，其余都为高电平。为有效利用单片机有限的I／O口，将I／O口通过译码器译码后再与各MAX6675的引脚连接，因此，即使在单片机可用I／O资源不多的情况下，也能测量很多点的温度值。
　　系统采用美国德州仪器（TI）公司的FLASH型超低功耗16位单片机MSP430F149，自带两个同步／异步串行通信模块。当单片机工作在休眠模式时，其功耗只有几个μW，很适合用电池供电的测温网络。为避免数据丢失，采用ATMEL公司的AT45DB041保存温度数据，这是一款SPI接口的非易失性数据存储器Data flash，容量为4Mbit。
    RS－232转换单元将单片机的TTL电平转换为标准的RS－232信号，以便将所测的温度数据转移到PC中进行数据的后续处理。通过键盘及LCD显示器可以设定采样时间等程序基本参数。

3　结束语　　
    使用MAX6675和K型热电偶组建测温网络时， 系统设计简单、数字输出、抗干扰能力强、扩展测温点方便，因此在多种温度检测中有很广泛的应用前景。由于T型热电偶在低温区与K型热电偶有非常相似的温度特性，因此在室温附近，MAX6675也可与T型热电偶组成测温系统。试验证明，通过软件校正、温度标定的手段，可以进一步提高测温精度，使系统测温精度大大超过MAX6675的工厂校准精度。