ICL7135精度高、抗干擾性能好、價(jià)格低，應(yīng)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(jī)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(zhuǎn)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(zhǔn)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(zhǔn)電容正端；{8}腳（CREF－）基準(zhǔn)電容負(fù)端；{9}腳（IN－）被測(cè)信號(hào)負(fù)輸入端；{10}腳（IN＋）被測(cè)信號(hào)正輸入端；{11}腳（V＋）＋5V電源端；{12}、{17}～{20}腳（D1～D5）位掃描輸出端；{13}～{16}腳（B1～B4）BCD碼輸出端；{21}腳（BUSY）忙狀態(tài)輸出端；{22}腳（CLK）時(shí)鐘信號(hào)輸入端；{23}腳（POL）負(fù)極性信號(hào)輸出端；{24}腳（DGND）數(shù)字地端；{25}腳（R／H）運(yùn)行／讀數(shù)控制端；{26}腳（STR）數(shù)據(jù)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(diǎn)：
1）輸入阻抗達(dá)109Ω以上，對(duì)被測(cè)電路幾乎沒(méi)有影響；2）自動(dòng)校零；3）有精確的差分輸入電路；4）自動(dòng)判別信號(hào)極性；5）有超、欠壓輸出信號(hào)6）采用位掃描與BCD碼輸出。
2． ICL7135與單片機(jī)的接口
1）電路原理 圖1是ICL7135與單片機(jī)的接口電路。圖中C1、R2是積分元件，C2是自零電容，C3是基準(zhǔn)電容；R3、C5組成標(biāo)準(zhǔn)輸入濾波網(wǎng)絡(luò)；R4、C9、D1、D2組成輸入過(guò)壓保護(hù)電路；RP1為基準(zhǔn)電壓調(diào)整電位器，可根據(jù)要顯示的滿度值選擇基準(zhǔn)電壓的大小，這里設(shè)計(jì)為1．0000V，它們的關(guān)系是：滿度值為基準(zhǔn)電壓的兩倍。IC4為六反相器，兩個(gè)反相器組成振蕩電路為ICL7135提供時(shí)鐘信號(hào)，振蕩頻率f＝0．45／（R6×C4）。ICL7135要求每秒鐘至少進(jìn)行3次A／D轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換需要40000個(gè)時(shí)鐘脈沖，因此時(shí)鐘頻率應(yīng)大于120kHz，這里取f＝125kHz。STR為選通脈沖輸出端。一次A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，在該端連續(xù)輸出5個(gè)負(fù)脈沖，分別對(duì)應(yīng)5組BCD碼數(shù)據(jù)。74LS244是三態(tài)緩沖器，1G、2G分別選通兩組信號(hào)：1G＝0、2G＝1時(shí)，選通第一組信號(hào)：1G＝1、2G＝0時(shí)，選通第二組信號(hào)。單片機(jī)的P3．1接1G，當(dāng)P3．1為0時(shí)接通顯示數(shù)碼管；P3．7接2G，當(dāng)P3．7為0時(shí)接通ICL7135的B1～B4。
2）ICL7135 STR端時(shí)序圖 圖2為ICL7135 STR端輸出時(shí)序圖。STR端在1秒內(nèi)輸出3 次，每次5個(gè)、共15個(gè)負(fù)脈沖，每次輸出時(shí)間約333ms，連續(xù)負(fù)脈沖間的時(shí)間差遠(yuǎn)小于65ms。程序中設(shè)定T1中斷時(shí)間間隔至少65ms，因而可準(zhǔn)確檢測(cè)出STR發(fā)出的5個(gè)連續(xù)的負(fù)脈沖，分別接收4位半A／D轉(zhuǎn)換器輸出的5個(gè)BCD碼數(shù)據(jù)。
3）A／D轉(zhuǎn)換相關(guān)軟件工作原理 STR的負(fù)脈沖1號(hào)～5號(hào)、6號(hào)～10號(hào)、11號(hào)～15號(hào)，分別對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)3的BCD碼的低位到高位……。ICL7135的STR接89C2051的P3．2。IDTB為取數(shù)中斷（外中斷IET0）程序。每次進(jìn)入取數(shù)中斷程序，接通74LS244第二組數(shù)據(jù)輸入開(kāi)關(guān)，讀P1．3～P1．0口，送到以13H單元為指針的單元中（初始化時(shí)13H單元內(nèi)容為1CH），然后13H單元數(shù)據(jù)指針減1。待5個(gè)BCD碼取完，置位轉(zhuǎn)換成功標(biāo)志20H．6，將13H單元送1CH，調(diào)用子程序DTB將18H～1CH的BCD碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)送6EH、6FH（高位存6EH單元）。IET1為T1中斷程序，T1工作于方式1，不送入時(shí)間常數(shù)（即初始值為0000H），若晶振為12MHz，則每次中斷的時(shí)間間隔為65．536ms。進(jìn)入IET1中斷時(shí)，如果20H．0＝1，表示正在測(cè)量周期或頻率；如果20H．0＝1，且13H單元內(nèi)容不為1CH、20H．7＝0，表示是在連續(xù)取數(shù)過(guò)程中第一次進(jìn)入IET1；如果20H．0＝1，且13H單元內(nèi)容不為1CH、20H．7＝1，表示第二次進(jìn)入IET1，在這兩次進(jìn)入IET1之間IDTB沒(méi)有取過(guò)數(shù)據(jù)，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(gè)STR脈沖的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)送入1CH，第5個(gè)STR脈沖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)送入1BH，則第5個(gè)脈沖過(guò)后到第6個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，已過(guò)了大約333ms，已進(jìn)入過(guò)五次T1中斷，在第二次進(jìn)入IET1時(shí)已將13H單元的內(nèi)容置為1CH，這樣，在STR第6個(gè)～第10個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)，IDTB將對(duì)應(yīng)的BCD碼分別送入1CH～18H，使本次A／D轉(zhuǎn)換成功，自動(dòng)糾正了錯(cuò)誤的脈沖。
二:利用ICL7135的“busy”輸出信號(hào)與單片機(jī)MCS-51銜接 在小型化儀表中,應(yīng)該以最少的元件完成盡可能多的任務(wù),8031需外接EPROM,剩下的16個(gè)I/O口是十分寶貴的.如果利用ICL7135的BCD碼和STB選通信號(hào)就要占5個(gè)I/O口,而利用ICL7135的“busy”端,只要一個(gè)I/O和8031內(nèi)部的一個(gè)定時(shí)器就可以把ICL7135的數(shù)據(jù)送入單片機(jī). 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(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的電路.每個(gè)轉(zhuǎn)換周期分為三個(gè)階段: [1].自動(dòng)調(diào)零階段 [2].被測(cè)電壓積分階段 [3].對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)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(shí)間之和.ICL7135內(nèi)部規(guī)定積分時(shí)間固定為10001個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)間,反積分時(shí)間長(zhǎng)度與被測(cè)電壓的大小成比例.如果利用單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器對(duì)ICL7135的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù),利用“busy”作為計(jì)數(shù)器門控信號(hào),控制計(jì)數(shù)器只能在busy為高電平時(shí)計(jì)數(shù),將這段busy高電平時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的內(nèi)容減去10001,其余數(shù)便等于被測(cè)電壓的數(shù)值. 
圖2是MCS-51定時(shí)器的邏輯框圖,如果我們把T0規(guī)定為模式1定時(shí)器方式.定時(shí)器控制端(8031的12腳)接ICL7135的“busy”端.這樣就能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器由“busy”控制對(duì)單片機(jī)1/12時(shí)鐘頻率的計(jì)數(shù)要求. 圖3是ICL7135與單片機(jī)MCS-51通過(guò)“busy”接口的電路圖.若8031的時(shí)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(jīng)過(guò)4分頻可得到250kHz的穩(wěn)定頻率,傳給ICL7135時(shí)鐘輸入端,使ICL7135的轉(zhuǎn)換速率為每秒6.25次,選取這一轉(zhuǎn)換速率,一方面照顧ICL7135A/D轉(zhuǎn)換的精度,另一方面為了盡量少占用8031的資源.定時(shí)器為16位計(jì)數(shù)器,最大計(jì)數(shù)值65535.在6.25次/秒轉(zhuǎn)換速率條件下,滿度電壓輸入時(shí),busy寬度為30001個(gè)時(shí)鐘脈沖.再結(jié)合圖1和圖2可知,8031內(nèi)部定時(shí)器的輸入頻率是500kHz,比ICL7135的時(shí)鐘頻率(250kHz)高1倍,在滿度電壓輸入時(shí),定時(shí)器計(jì)數(shù)值為30001x2=60002.不超過(guò)定時(shí)器最大值.在“busy”高電平期間定時(shí)器的數(shù)值除以2,再減去10001,余數(shù)便是被測(cè)電壓的數(shù)值.具體程序如下: 
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