初学者
10 分钟

使用MCP9600和PIC18LF47K42通过先进的热电技术生成温度数据

用热电创新革命性改变温度传感

Thermo J Click with EasyPIC v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

Thermo J Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF47K42

我们的解决方案利用热电原理提供准确的温度测量,确保在每个应用中都能达到最高精度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Thermo J Click基于Microchip的MCP9600,这是一款热电偶电动势到温度转换器,最大精度为1.5°C。板载的PCC-SMP-J连接器确保了与连接的热电偶的安全连接和准确读数。Thermo J click利用热电原理来测量温度。当热电偶接头,由两种不同导电材料制成,暴露在测量温度(热端)时,电路的开放端将产生电位差(冷端)。在电路的开放端产生的电动势(EMF)可以通过MCP9600 IC的18位增量Σ-Δ AD转换器部分进行测量和转换成数字形式。为了获得所需的温度测量,还需要知道冷端温

度。由于MCP9600具有环境温度的集成测量(冷接头补偿),可以直接从寄存器中读取纠正后的值,使用I2C总线协议。产生的EMF取决于用于热电偶的材料。这些材料是经过标准化并分类的。此点击使用J型热电偶,由铁和康斯坦组成。该设备用于J型探头的测量范围为-150°C到1200°C,但取决于使用的探头。Thermo J click采用专门构造的PPC-SMP-J板载连接器,方便而安全地连接热电偶。MCP9600上有四条ALERT线。这些线可以通过I2C编程,在达到某些温度阈值时将其

设置为高逻辑电平。这些线路被路由到mikroBUS™的AN、RST、PWM和INT引脚。I2C地址可以通过ADDR SEL板载SMD跳线选择。通过此跳线可以更改I2C地址,允许在系统中使用多个这些点击板,每个板都有不同的I2C地址。点击板可以设置为与3.3V或5V一起使用,可从mikroBUS™选择。这可以通过标记为PWR SEL的板载SMD跳线完成。这使得这个点击板可以在广泛范围的不同MCU上使用,包括3.3V和5V兼容的。

Thermo J Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18LF47K42

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

8192

你完善了我!

配件

这种 J 型热电偶是准确测量高温的理想选择。该热电偶具有最大温度测量能力为 480°C(900°F),适用于各种应用场合。它的长度为 2 米,采用 24 AWG 规格的线材,直径为 0.51mm,提供安装灵活性。热电偶配有玻璃编织绝缘层,确保耐久性和可靠性。其连接器为 PCC-SMP 连接器,简化了与各种设置的集成。此外,连接器本体的耐高温性达到 220°C(425°F),进一步提高了其多功能性。具有 J 型校准的这种热电偶是需要精确温度测量的行业和工艺的宝贵工具,即使在苛刻的环境中也能保证准确性和长期可靠性。

Thermo J Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Alert Output 4
RA2
AN
Alert Output 3
RE1
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Alert Output 2
RC0
PWM
Alert Output 1
RB0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Thermo J Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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

这个库包含 Thermo J Click 驱动的 API。

关键函数:

  • thermoj_check_data_ready - 检查数据就绪状态的函数。

  • thermoj_set_thermocouple_type - 设置热电偶类型传感器配置的函数。

  • thermoj_get_temperature - 获取温度的函数。

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 ThermoJ Click example
 * 
 * # Description
 * This app measured temperature.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization device.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of Thermo J Click board.
 * Measured temperature data from the MCP9600 sensor on Thermo J click board.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thermoj.h"

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

static thermoj_t thermoj;
static log_t logger;
static uint8_t check_data_ready;
static float temperature;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    thermoj_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 ----" );

    //  Click initialization.

    thermoj_cfg_setup( &cfg );
    THERMOJ_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    thermoj_init( &thermoj, &cfg );

    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "      Thermo J  Click      \r\n" );
    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
    
    log_printf( &logger, " Set thermocouple type:  J \r\n" );

    thermoj_set_thermocouple_type( &thermoj, THERMOJ_THERMOCOUPLE_TYPE_J );
    Delay_ms( 1000 );

    log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    check_data_ready =  thermoj_check_data_ready( &thermoj );

    if ( check_data_ready )
    {
        temperature = thermoj_get_temperature( &thermoj );

        log_printf( &logger, " Temperature : %.2f Celsius\r\n", temperature );
        log_printf( &logger, "---------------------------\r\n" );

        Delay_ms( 1000 );
   }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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