初学者
10 分钟

使用MAX31855K和PIC32MZ2048EFM100保持理想的温度条件

热电偶到数字转换器

THERMO Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 25, 2024

点击板

THERMO Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

适用于各种场景,包括恒温控制、过程监控和其他需要精确温度数据的应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

THERMO Click基于MAX31855K,这是一款内置14位模数转换器(ADC)的复杂热电偶数字转换器,来自Analog Devices。热电偶型号在零件编号的后缀中指示,这就是为什么该Click板对应于适当的K型热电偶探头。MAX31855K和PCC-SMP连接器组合支持高精度温度测量,非常适用于恒温、过程控制和监测应 用。热电偶的功能是感知热电偶线两端的温度差异。

热电偶的“热”接头可以在操作温度范围内读取,对于MAX31855K而言,操作温度范围为-270°C至1372°C,灵敏度约为41μV/°C。它还具有冷接头补偿感测和校正、数字控制器以及相关的控制逻辑。参考接头,或“冷”端(应与安装设备的板子上的温度相同),的范围为-55°C至+125°C。虽然冷端的温度会 波动,但设备准确感知到相反端的温度差异。它通过

SPI接口(只读)向主控制器提供温度数据。此Click板只能使用3.3V逻辑电压级别进行操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压级别转换。然而,该Click板配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

THERMO Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

该型号-K热电偶配备玻璃编织绝缘层,是一种多功能工具,专为在高温环境中进行精密温度测量而设计。采用校准过的K型配置和一根跨越2米的24 AWG规格电线,该探头旨在提供可靠的读数。其操作温度范围延伸至480°C(900°F),使其适用于苛刻的应用。玻璃编织绝缘确保了在测量过程中的耐用性和稳定性,连接器本体可承受高达220°C(425°F)的温度。该型号-K热电偶探头在其末端配备了PCC-SMP连接器,可与THERMO Click和Thermo K Click板卡兼容。这种连接性使其成为各种工业和科学环境中的宝贵工具,其中温度监测的精度和可靠性至关重要。

THERMO Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
ID SEL
RA9
RST
SPI Select / ID COMM
RPD4
CS
SPI Clock
RPD1
SCK
SPI Data OUT
RPD14
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

THERMO Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含THERMO Click驱动程序的API。

关键函数:

  • thermo_get_temperature - 此函数获取热电偶温度数据

  • thermo_check_fault - 此函数检查MAX31855传感器的故障状态

  • thermo_read_data - 此函数从传感器读取32位数据

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Thermo Click example
 * 
 * # Description
 * This application collects data from the sensor, calculates it, and then logs
 * the results.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and star write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Temperature measured by the thermocouple is converter by MAX31855 sensor 
 * and the results are logged. Displayed temperature is in degrees Celsius.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermo.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static thermo_t thermo;
static log_t logger;

static float temperature;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void display_error_msg ( )
{
    log_printf( &logger, "       ERROR       \r\n" );

    if ( thermo_short_circuited_vcc( &thermo ) )
    {
        log_printf( &logger, "Short-circuted to Vcc\r\n" );
    }
    if ( thermo_short_circuited_gnd( &thermo ) )
    {
        log_printf( &logger, "Short-circuted to GND\r\n" );
    }
    if ( thermo_check_connections( &thermo ) )
    {
        log_printf( &logger, "No Connections\r\n" );
    }

}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    thermo_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    thermo_cfg_setup( &cfg );
    THERMO_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    thermo_init( &thermo, &cfg );

    if ( thermo_check_fault( &thermo ) )
    {
        display_error_msg();
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "Status OK\r\n" );
    }
}

void application_task ( void )
{
    temperature = thermo_get_temperature( &thermo );

    log_printf( &logger, "Temperature : %f\r\n", temperature );

}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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