基于MAX6675多路溫度采集系統設計與實現

3 CPLD內部邏輯
如圖2所示，K型熱電偶將采集的模擬信號傳送給MAX6675，再由它轉化成數字信號傳入CPLD，CPLD根據MAX6675芯片的時序進行數據處理得到需要的信號，最后由傳輸模塊傳到計算機進行數據顯示和統計、處理。所以本文的重點工作便在CPLD內部邏輯的設計。在進行內部邏輯設計之前，須了解MAX6675的工作時序與原理：當CS引腳由高電平變為低電平時，MAX6675停止任何信號的轉換，并在時鐘SCK的作用下向外輸出已轉換的數據；當CS引腳從低電平變到高電平時，MAX6675將進行下一輪數據的轉換。一個完整的數據讀取需要16個時鐘周期，數據的讀取在SCK的下降沿進行。MAX6675的工作時序圖如圖3所示。

如圖3所示，根據芯片手冊tcss是CS下降到SCK上升的時間，規定其最小值為100 ns，tCH+tCL為SCK的一個時鐘周期，規定最小周期為200 ns，tDV為CS下降沿到數據輸出的時間，規定最大不超過100 ns。tDO為SCK下降到輸出有效數據的時間，tTR為CS上升沿到數據停止輸出地時間，規定最大值均為100 ns。根據這些手冊上的這些時間規定，在設計CPLD內部邏輯電路時便嚴格按照要求，將SCK時鐘周期設為1 000 ns即1 MHz，tcss設為1 000 ns，tDVtTR都設為100ns。圖中還可以看出SO是16位的輸出數據，其中只有D14～D3位為溫度數據，D15位為無用位，D2位為熱電偶斷線測試位，D1位為MAX6675標識符，D0位為三態，所以從16位數據中取出D14～D3這12位數據進行轉換和處理。基于以上分析，設計了如圖4所示的內部邏輯模塊。