【正文】 其他熱電偶的使用量的疊加?！?是K型熱電偶絲常用直徑【10】。 正極（KP）的組成比例為：Ni所占比例是92/104，Cr所占比例是12/104；負(fù)極（KN）的組成比例為：Ni所占比例是99/102，Si所占比例是3/102；可以用在零下兩百攝氏度的低溫環(huán)境到1300176。C的高溫環(huán)境溫度范圍內(nèi)。 當(dāng)我們操作K型熱電偶時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它不但有著很好的線性關(guān)系【11】、測(cè)量出來的電動(dòng)勢(shì)也并不微弱、平均每單元需要被測(cè)物質(zhì)一旦變化就會(huì)在很大程度上影響響應(yīng)量等特點(diǎn)，而且使用起來一般不會(huì)發(fā)生不穩(wěn)的情況。除此之外它還同時(shí)擁有了使用起來一般不會(huì)是參差不均的情況等諸多可取點(diǎn)。K型熱電偶普遍應(yīng)用于氧化性惰性氣體中，不可以在沒有任何保護(hù)措施的條件下使用在還原性或者是還原和氧化交換出現(xiàn)的氣體中（高溫條件），當(dāng)處于弱氧化氣體中時(shí)也不推薦用K型熱電偶測(cè)溫. 經(jīng)過上述對(duì)熱電偶的一些表達(dá)情況，可以知道K型熱電偶已經(jīng)完全滿足本次設(shè)計(jì)需要完成的關(guān)于測(cè)量溫度的各項(xiàng)功能，所以本次設(shè)計(jì)就打算選用K型熱電偶作為溫度采集器件。 芯片MAX6675簡(jiǎn)介 芯片MAX6675的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖我這次設(shè)計(jì)使用的是集成的MAX6675芯片，它是一種把Serial Peripheral interface總線【7】（串行外圍設(shè)備接口SPI）作為串行傳輸?shù)膶Ｓ玫募涠搜a(bǔ)償和模擬電壓轉(zhuǎn)換數(shù)字于一身的超實(shí)用芯片。MAX6675因其高可靠性和穩(wěn)定性，在很多不同場(chǎng)合不同領(lǐng)域內(nèi)都得到了廣泛的使用。如圖所展現(xiàn)出來的就是內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖331芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 芯片的特性芯片的特點(diǎn)可以概括如下【4】（1）串行數(shù)據(jù)傳輸（SPI）（2）測(cè)溫范圍在零攝氏度到一千零二十四攝氏度之間（3）十二字節(jié)零點(diǎn)二五攝氏度的分辨率（4）差動(dòng)放大器的輸入阻抗比較高（5）片內(nèi)已經(jīng)帶有冷端補(bǔ)償?shù)墓δ埽?）可以對(duì)熱電偶是否斷開進(jìn)行檢測(cè)（7）只需要+5V的電壓供電（8）兩千伏特的靜電釋放(ElectroStatic discharge，簡(jiǎn)寫ESD)保護(hù)【4】（9）工作環(huán)境溫度在零下二十?dāng)z氏度到零上八十五攝氏度之間【4】（10）功率消耗相對(duì)來說比較少芯片引腳圖通過圖332表示出來，引腳功能表通過表331展示出來圖332 芯片引腳表331 芯片引腳功能引腳名稱功能1GND接地端口2TK型熱電偶負(fù)極接口3T+K型熱電偶正極接口4VCC+5V電源輸入端口5SCK串行時(shí)鐘輸入端口6CS片選端口，低電平時(shí)有效，啟動(dòng)串行接口7SO串行數(shù)據(jù)輸出端口8.懸空不接 芯片工作原理芯片在內(nèi)部對(duì)第二引腳和第三引腳接收到的微弱電壓信號(hào)通過內(nèi)部的低噪聲運(yùn)放進(jìn)行放大處理，然后再使用內(nèi)部的電壓跟隨器進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖，之后電壓數(shù)據(jù)再被送到模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化處理。在將數(shù)據(jù)傳出去之前，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償處理。就K型熱電偶而言，電壓的變化率是每攝氏度四十一微伏特，電壓輸出公式可用下面的式子來近似表示： (331)式子中：表示測(cè)量點(diǎn)的溫度，表示周圍的環(huán)境溫度。最后,通過串行數(shù)據(jù)輸出端口SO與單片機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸【4】。 芯片溫度補(bǔ)償當(dāng)熱電偶冷端溫度發(fā)生變化時(shí)，芯片還是可以對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。芯片在對(duì)測(cè)量的溫度進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，把周圍的溫度通過內(nèi)部的溫度檢測(cè)二極管轉(zhuǎn)化成需要的補(bǔ)償電壓，加到已經(jīng)測(cè)量到的電壓上，電壓值再經(jīng)過內(nèi)部的模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化處理【4】，從而可以得到熱端的溫度對(duì)應(yīng)的電壓值。如果熱電偶冷端所處的環(huán)境溫度與的溫度一樣的時(shí)候，它的測(cè)量準(zhǔn)確度就會(huì)達(dá)到很好的狀態(tài)。經(jīng)過上面的講述，我們可以得出：為了可以盡量避免測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的差錯(cuò)，一定要對(duì)芯片周圍做好檢查，不可以在其周圍出現(xiàn)一些會(huì)發(fā)熱的元器件。除此之外，芯片對(duì)電源造成的耦合噪聲非常靈敏，所以在芯片的電源和地引腳之間要接一個(gè)容值為零點(diǎn)一微法的陶瓷電容，來降低電源噪聲對(duì)其測(cè)量時(shí)的影響【4】。 芯片溫度測(cè)量芯片是用串行口輸出測(cè)量到的溫度數(shù)據(jù)的。如圖333就是芯片串行口測(cè)量的溫度輸出格式。圖333 芯片輸出格式從圖中可以看出，芯片輸出格式中的第一位和第十五位都是偽標(biāo)志位，一般來講，都是用低電平信號(hào)0來表示，第十四位到第三位是需要讀取的十二個(gè)有效溫度電壓數(shù)據(jù)位，第二位是斷偶檢測(cè)位，一般來說，它常常是用低電平來表示，如果它變成了高電平1，這就表示開始進(jìn)入斷偶檢測(cè)操作【4】。第一位是芯片的身份位，當(dāng)它是低電平信號(hào)0時(shí)，提供身份碼，第零位所代表的就是三態(tài)【4】。串行輸出的具體經(jīng)過是控制器先發(fā)出信號(hào)使芯片的片選端變成低電平選通，這樣就可以為SCK提供時(shí)鐘信號(hào)，測(cè)量出來的溫度電壓數(shù)據(jù)由端口SO讀取出來【4】。然后芯片的片選端再變成高電平，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程就不再發(fā)生轉(zhuǎn)換，結(jié)束轉(zhuǎn)換。十六個(gè)時(shí)鐘周期可以構(gòu)成一組串行數(shù)據(jù)，讀取十六位輸出數(shù)據(jù)是在時(shí)鐘信號(hào)sck最后的一個(gè)下降沿。芯片串行口時(shí)序圖如下：圖334 芯片時(shí)序如圖所展示的就是芯片時(shí)序圖，其中數(shù)據(jù)口的第三位到第十四位是十二位的有效數(shù)據(jù)，最小值是0000H，它和真實(shí)溫度零攝氏度相互對(duì)應(yīng)起來，最大值是FFFH，它和真實(shí)溫度一千零二十三點(diǎn)七五攝氏度相互對(duì)應(yīng)起來。芯片內(nèi)部修正后，可以把溫度和數(shù)字量對(duì)應(yīng)起來，用公式可以表達(dá)成： （332）式子中用T來代表測(cè)量的溫度值；用M來代表十六進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后所表示的數(shù)字值。除此之外，當(dāng)我們使用芯片的時(shí)候，還需要注意的事情就是，熱電偶負(fù)極接入端口必須接地，而且接地端口還要盡一切可能的靠近芯片的接地引腳【4】。 芯片簡(jiǎn)介 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖341所展現(xiàn)出來的即為該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖341 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 芯片引腳圖芯片引腳圖通過圖342表示出來，引腳功能表通過表341展示出來圖342 芯片管腳表341引腳功能表表342 相關(guān)寄存器和控制字 芯片簡(jiǎn)介如圖351中所展現(xiàn)出來的即為該芯片的實(shí)物圖，圖352中所展現(xiàn)出來的是各引腳功能圖。圖351 芯片的實(shí)物圖圖352 引腳功能圖表351 基本操作表 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件電路部分主要由熱電偶和MAX6675溫度處理電路、4X4的矩陣鍵盤電路和LCD1602液晶顯示電路等組成。本設(shè)計(jì)還可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到實(shí)時(shí)顯示時(shí)間的目的）。 （1）熱電偶使用分度值為K型號(hào)的。熱電偶的工作端連接在MAX6675芯片的第三位引腳上【4】；熱電偶的自由端連接在MAX6675芯片的第二位引腳上【4】。（2）MAX6675芯片與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信并不是常用的并行口，而是經(jīng)過串口進(jìn)行的。本系統(tǒng)是利用AT89S51單片機(jī)來控制帶有冷端補(bǔ)償?shù)腗AX6675溫度轉(zhuǎn)換芯片。（3）本系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不是僅僅進(jìn)行溫度的顯示，而是具有了在溫度顯示出來的同時(shí)顯示出該溫度測(cè)量出的時(shí)間的特點(diǎn)，當(dāng)前時(shí)間之所以能顯示出來，靠的是DS1302芯片控制（4）除了上面所說的外，本設(shè)計(jì)還可以通過鍵盤修改時(shí)間，使測(cè)量溫度與時(shí)間對(duì)應(yīng)起來，以達(dá)到本設(shè)計(jì)的最初和最終目的。所測(cè)溫度最后可以通過LCD表達(dá)出來。 電源電路設(shè)計(jì)圖361 電源電路設(shè)計(jì)對(duì)電源電路這一部分的設(shè)計(jì)在當(dāng)代的社會(huì)生活中已經(jīng)有了很多樣式。其中，課程設(shè)計(jì)中使用最多的就是利用整流電橋加穩(wěn)壓芯片，再經(jīng)過電容濾波一下，即可得到可供單片機(jī)正常工作的DC5V電源。本設(shè)計(jì)并非如此，關(guān)于電源電路部分我是用的USB接口來提供DC5V電源，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，省卻了許多繁雜的步驟，而且，價(jià)格也不貴，是很好用的一種設(shè)計(jì)方案。 熱電偶與MAX6675電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)避開了復(fù)雜的利用模擬電路的設(shè)計(jì)思想來實(shí)現(xiàn)溫度采集、補(bǔ)償和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)而使用集成芯片MAX6675實(shí)現(xiàn)測(cè)量溫度所需要的功能。具體連接方式由圖362展現(xiàn)出來。圖362 熱電偶和MAX6675連接電路圖中可以看出，熱電偶與集成芯片MAX6675的連接非常簡(jiǎn)單，具體的連接方式在介紹芯片時(shí)已經(jīng)說過了，這里就省略不寫了。接下來我就講一下芯片與單片機(jī)的連接，從圖上也可以看到它與單片機(jī)之間只有三根線連在一起，這樣就可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)對(duì)溫度的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。三條傳輸線上全都增加一個(gè)電容值為1nF的陶瓷電容，這樣做的目的就是為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，同時(shí)還可以防止周圍的電磁對(duì)其產(chǎn)生一定的干擾【4】。，這樣就可以減小電源噪聲對(duì)芯片測(cè)量準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響【4】。 時(shí)鐘與復(fù)位電路設(shè)計(jì)本次關(guān)于單片機(jī)的時(shí)鐘與復(fù)位電路設(shè)計(jì)，用的是使用最廣泛的經(jīng)典電路。其中時(shí)鐘電路用的是單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘連接方式，復(fù)位電路用的是按鍵復(fù)位電路【9】。具體連接方式由圖363展現(xiàn)出來。圖363 單片機(jī)時(shí)鐘與復(fù)位電路圖中可以看出，【9】和2個(gè)一模一樣的容值為30PF的陶瓷電容相互配合共同完成了時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)。相同的，按鍵復(fù)位電路中也是用到了電容值為經(jīng)典的10uF電解電容通過復(fù)位引腳端RST與+5V電源連接、和一個(gè)值為2K歐姆的電阻以及一個(gè)最為重要的、不可缺少的按鍵來共同構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作的。 實(shí)時(shí)電路設(shè)計(jì)本次時(shí)間的出現(xiàn)用的是使用最廣泛的也是非常非常經(jīng)典一種電路連接方式。具體的連接方式如圖364。圖364 時(shí)間顯示連接電路圖中可以看出，時(shí)間的顯示靠的是非常經(jīng)典的一種芯片DS1302來完成的。它是一種多重優(yōu)勢(shì)于一身的集成芯片，使用廣泛、性能高、功耗低、自帶存儲(chǔ)器、工作電壓范圍廣、掉電保護(hù)它可以準(zhǔn)確及時(shí)的計(jì)算出當(dāng)前的時(shí)間，并且通過編程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的調(diào)整，已完全達(dá)到本次設(shè)計(jì)所要的目的。該芯片可以計(jì)算閏年，實(shí)現(xiàn)年份準(zhǔn)確顯示。除此之外，該芯片還可以（在突發(fā)方式下）一次傳送多個(gè)的Random Access Memory(RAM)數(shù)據(jù)或字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)【6】。，、VCC2接上直流+5V的電源電壓，VCC1接兩節(jié)干電池。 鍵盤電路設(shè)計(jì)一、鍵盤的兩大分類：二、跟據(jù)網(wǎng)上和所學(xué)課本查的資料資料我了解到非編碼鍵盤可以分為：。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)需要的按鍵是16個(gè)，獨(dú)立式鍵盤被否定的主要原因I/O口占線問題，取而代之的是矩陣式鍵盤。本次設(shè)計(jì)用到的就是最為經(jīng)典的一種即矩陣式鍵盤。44矩陣鍵盤與單片機(jī)相連只需8條線（行連接線數(shù)和列連接線數(shù)數(shù)目和）。這種方式最