一：傳統(tǒng)使用方法
|
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)為：
１）輸入阻抗達(dá)１０９Ω以上，對(duì)被測(cè)電路幾乎沒有影響；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�。妫剑保玻担耄龋�。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(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)脈沖過后到第６個(gè)脈沖到來時(shí)，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(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�！癰usy”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“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：
| |
66821730(技術(shù)支持)
