標(biāo)題: 積分式4位半A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135資料 [打印本頁]
作者: 51黑科技    時間: 2016-2-4 01:56
標(biāo)題: 積分式4位半A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135資料
     ICL7135精度高、抗干擾性能好、價格低，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－）被測信號負(fù)輸入端；{10}腳（IN＋）被測信號正輸入端；{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）時鐘信號輸入端；{23}腳（POL）負(fù)極性信號輸出端；{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：

1）輸入阻抗達(dá)109Ω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(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(jìn)行3次A／D轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換需要40000個時鐘脈沖，因此時鐘頻率應(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個負(fù)脈沖，分別對應(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：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(jī)的P3．1接1G，當(dāng)P3．1為0時接通顯示數(shù)碼管；P3．7接2G，當(dāng)P3．7為0時接通ICL7135的B1～B4。

2）ICL7135 STR端時序圖 圖2為ICL7135 STR端輸出時序圖。STR端在1秒內(nèi)輸出3 次，每次5個、共15個負(fù)脈沖，每次輸出時間約333ms，連續(xù)負(fù)脈沖間的時間差遠(yuǎn)小于65ms。程序中設(shè)定T1中斷時間間隔至少65ms，因而可準(zhǔn)確檢測出STR發(fā)出的5個連續(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～5號、6號～10號、11號～15號，分別對應(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13H單元內(nèi)容為1CH），然后13H單元數(shù)據(jù)指針減1。待5個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，不送入時間常數(shù)（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(jìn)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(nèi)容不為1CH、20H．7＝0，表示是在連續(xù)取數(shù)過程中第一次進(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沒有取過數(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STR脈沖的對應(yīng)的數(shù)據(jù)送入1CH，第5個STR脈沖對應(yīng)的數(shù)據(jù)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(jìn)入過五次T1中斷，在第二次進(jìn)入IET1時已將13H單元的內(nèi)容置為1CH，這樣，在STR第6個～第10個脈沖到來時，IDTB將對應(yīng)的BCD碼分別送入1CH～18H，使本次A／D轉(zhuǎn)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(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(nèi)部的一個定時器就可以把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.每個轉(zhuǎn)換周期分為三個階段:

　　[1].自動調(diào)零階段

　　[2].被測電壓積分階段

　　[3].對基準(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間之和.ICL7135內(nèi)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(jī)內(nèi)部的計數(shù)器對ICL7135的時鐘脈沖計數(shù),利用“busy”作為計數(shù)器門控信號,控制計數(shù)器只能在busy為高電平時計數(shù),將這段busy高電平時間內(nèi)計數(shù)器的內(nèi)容減去10001,其余數(shù)便等于被測電壓的數(shù)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(xiàn)計數(shù)器由“busy”控制對單片機(jī)1/12時鐘頻率的計數(shù)要求.

　　圖3是ICL7135與單片機(jī)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(jīng)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(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.定時器為16位計數(shù)器,最大計數(shù)值65535.在6.25次/秒轉(zhuǎn)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(jié)合圖1和圖2可知,8031內(nèi)部定時器的輸入頻率是500kHz,比ICL7135的時鐘頻率(250kHz)高1倍,在滿度電壓輸入時,定時器計數(shù)值為30001x2=60002.不超過定時器最大值.在“busy”高電平期間定時器的數(shù)值除以2,再減去10001,余數(shù)便是被測電壓的數(shù)值.具體程序如下:








  


作者: 清風(fēng)兌酒    時間: 2019-2-23 13:40
有51的程序嗎



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