STC12C5A60S2设计的马弗炉温度控制器方案

4. 温度采集电路
热电偶作为一种主要的测温元件，具有结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽、测温精度高等特点。但是，热电偶的应用却存在着非线性、冷端补偿、数字化输出等几方面的问题。设计中采用的MAX6675是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器，其电路如图2所示。

图2 温度采集电路图

MAX6675从SPI串行接口输出数据的过程如下：MCU使CS变低并提供时钟信号给SCK，由SO读取测量结果。CS变低将停止任何转换过程；CS变高将启动一个新的转换过程。一个完整串行接口读操作需16个时钟周期，在时钟的下降沿读16个输出位，第1位和第15位是一伪标志位且总为0；第14位到第3位为以MSB到LSB顺序排列的转换温度值；第2位平时为低，当热电偶输入开放时为高；开放热电偶检测电路完全由MAX6675实现，为开放热电偶检测器操作，T-必须接地，并使接地点尽可能接近GND脚；第1位为低电平以提供MAX6675器件身份码，第0位为三态。

图3 SO端输出温度数据的格式

图4 MAX6675的SPI接口时序

下面给出相应的温度值读取程序及数据转换程序:
void max6675()
{
uchar m;
uint temp;
temp=0;
max_sck=0;
max_cs=1;
delay(180ms);
max_cs=0 ;
max_sck=1;
_nop_();
max_sck=0;
_nop_();
if(max_so==1){temp |=0x0001;}
for(m=0;m15;m++)
{
temp=1;
max_sck=1;
_nop_();
max_sck=0;
if(max_so==1){temp |=0x0001;} }
temp=(temp0x7fe0)>>5;
t[0]=temp/1000+0x30;
t[1]=temp%1000/100+0x30;
t[2]=temp%100/10+0x30;
t[3]=temp%10+0x30;
print(1,0,t);
}

图5 定时电路图

图6 单片机系统电路图

图7 主程序流程图

5.定时电路
使用时钟专用芯片DS1302进行定时控制，通过外加很少的电路就可以实现高精度的时钟信号。外围电路简单可靠，时间精度高，通过外接锂电池后可以实现时间信息存储。

6.单片机系统
采用STC12C5A60S2组成单片机最小系统，有2路PWM，选用一路作为IGBT的控制信号。另外，STC12C5A60S2内部还有1K的EEPROM，用于设置自选程序，通过按键选择所需设定的温度和保温时间。显示模块采用128×64液晶显示。

7.软件设计

图8 子程序流程图

程序流程图如图8所示。