1、.ICL7135精度高、抗干擾性能好、價格低,應用十分廣泛.本文介紹ICL7135的引腳定義、主要特性及其與單片機的接口.1. ICL7135的引腳功能及主要特性ICL7135是雙斜積分式4位半單片A/D轉換器,28腳DIP封裝.其引腳功能如下:1腳(V-)-5V電源端;2腳(VREF)基準電壓輸入端;3腳(AGND)模擬地;4腳(INT)積分器輸入端,接積分電容;5腳(AZ)積分器和比較器反相輸入端,接自零電容;6腳(BUF)緩沖器輸出端,接積分電阻;7腳(CREF+)基準電容正端;8腳(CREF-)基準電容負端;9腳(IN-)被測信號負輸入端;10腳(IN+)被測信號正輸入端;11腳(V+

2、)+5V電源端;12、1720腳(D1D5)位掃描輸出端;1316腳(B1B4)BCD碼輸出端;21腳(BUSY)忙狀態(tài)輸出端;22腳(CLK)時鐘信號輸入端;23腳(POL)負極性信號輸出端;24腳(DGND)數字地端;25腳(R/H)運行/讀數控制端;26腳(STR)數據選通輸出端;27腳(OR)超量程狀態(tài)輸出端;28腳(UR)欠量程狀態(tài)輸出端.TCL7135的主要性能特點為:1)輸入阻抗達109以上,對被測電路幾乎沒有影響;2)自動校零;3)有精確的差分輸入電路;4)自動判別信號極性;5)有超、欠壓輸出信號6)采用位掃描與BCD碼輸出.2. ICL7135與單片機的接口1)電路原理 圖1

3、是ICL7135與單片機的接口電路.圖中C1、R2是積分元件,C2是自零電容,C3是基準電容;R3、C5組成標準輸入濾波網絡;R4、C9、D1、D2組成輸入過壓保護電路;RP1為基準電壓調整電位器,可根據要顯示的滿度值選擇基準電壓的大小,這里設計為1.0000V,它們的關系是:滿度值為基準電壓的兩倍.IC4為六反相器,兩個反相器組成振蕩電路為ICL7135提供時鐘信號,振蕩頻率f=0.45/(R6×C4).ICL7135要求每秒鐘至少進行3次A/D轉換,每次轉換需要40000個時鐘脈沖,因此時鐘頻率應大于120kHz,這里取f=125kHz.STR為選通脈沖輸出端.一次A/D轉換結束

4、后,在該端連續(xù)輸出5個負脈沖,分別對應5組BCD碼數據.74LS244是三態(tài)緩沖器,1G、2G分別選通兩組信號:1G=0、2G=1時,選通第一組信號:1G=1、2G=0時,選通第二組信號.單片機的P3.1接1G,當P3.1為0時接通顯示數碼管;P3.7接2G,當P3.7為0時接通ICL7135的B1B4.2)ICL7135 STR端時序圖 圖2為ICL7135 STR端輸出時序圖.STR端在1秒內輸出3 次,每次5個、共15個負脈沖,每次輸出時間約333ms,連續(xù)負脈沖間的時間差遠小于65ms.程序中設定T1中斷時間間隔至少65ms,因而可準確檢測出STR發(fā)出的5個連續(xù)的負脈沖,分別接收4位半

5、A/D轉換器輸出的5個BCD碼數據.3)A/D轉換相關軟件工作原理 STR的負脈沖1號5號、6號10號、11號15號,分別對應于數據1、數據2、數據3的BCD碼的低位到高位.ICL7135的STR接89C2051的P3.2.IDTB為取數中斷(外中斷IET0)程序.每次進入取數中斷程序,接通74LS244第二組數據輸入開關,讀P1.3P1.0口,送到以13H單元為指針的單元中(初始化時13H單元內容為1CH),然后13H單元數據指針減1.待5個BCD碼取完,置位轉換成功標志20H.6,將13H單元送1CH,調用子程序DTB將18H1CH的BCD碼數據轉換為兩個8位二進制數送6EH、6FH(高位

6、存6EH單元).IET1為T1中斷程序,T1工作于方式1,不送入時間常數(即初始值為0000H),若晶振為12MHz,則每次中斷的時間間隔為65.536ms.進入IET1中斷時,如果20H.0=1,表示正在測量周期或頻率;如果20H.0=1,且13H單元內容不為1CH、20H.7=0,表示是在連續(xù)取數過程中第一次進入IET1;如果20H.0=1,且13H單元內容不為1CH、20H.7=1,表示第二次進入IET1,在這兩次進入IET1之間IDTB沒有取過數據,則將13H單元送1CH,以便IDTB將低位BCD送入1CH單元.例如:由于干擾使第4個STR脈沖的對應的數據送入1CH,第5個STR脈沖對

7、應的數據送入1BH,則第5個脈沖過后到第6個脈沖到來時,已過了大約333ms,已進入過五次T1中斷,在第二次進入IET1時已將13H單元的內容置為1CH,這樣,在STR第6個第10個脈沖到來時,IDTB將對應的BCD碼分別送入1CH18H,使本次A/D轉換成功,自動糾正了錯誤的脈沖.二:利用ICL7135的“busy”輸出信號與單片機MCS-51銜接在小型化儀表中,應該以最少的元件完成盡可能多的任務,8031需外接EPROM,剩下的16個I/O口是十分寶貴的.如果利用ICL7135的BCD碼和STB選通信號就要占5個I/O口,而利用ICL7135的“busy”端,只要一個I/O和8031內部的

8、一個定時器就可以把ICL7135的數據送入單片機.為了便于讀者理解,首先介紹ICL7135的“busy”端的功能.ICL7135是以雙積分方式進行A/D轉換的電路.每個轉換周期分為三個階段:1.自動調零階段2.被測電壓積分階段3.對基準電壓進行反積分階段以輸入電壓Vx為例,其積分器輸出端(ICL7135的4腳)的波形如圖1所示.“busy”輸出端(ICL7135的21腳)高電平的寬度等于積分和反積分時間之和.ICL7135內部規(guī)定積分時間固定為10001個時鐘脈沖時間,反積分時間長度與被測電壓的大小成比例.如果利用單片機內部的計數器對ICL7135的時鐘脈沖計數,利用“busy”作為計數器門控

9、信號,控制計數器只能在busy為高電平時計數,將這段busy高電平時間內計數器的內容減去10001,其余數便等于被測電壓的數值.圖2是MCS-51定時器的邏輯框圖,如果我們把T0規(guī)定為模式1定時器方式.定時器控制端(8031的12腳)接ICL7135的“busy”端.這樣就能實現計數器由“busy”控制對單片機1/12時鐘頻率的計數要求.圖3是ICL7135與單片機MCS-51通過“busy”接口的電路圖.若8031的時鐘采用6MHz晶體,在不執(zhí)行MOVX指令的情況下,ALE是穩(wěn)定的1MHz頻率,經過4分頻可得到250kHz的穩(wěn)定頻率,傳給ICL7135時鐘輸入端,使ICL7135的轉換速率為每秒6.25次,選取這一轉換速率,一方面照顧ICL7135A/D轉換的精度,另一方面為了盡量少占用8031的資源.定時器為16位計數器,最大計數值65535.在6.25次/秒轉換速率條件下,滿度電壓輸入時,busy寬度為30001個時鐘脈沖.再結