MCS-51高精度A/D接口电路—ICL7135

本文介绍了如何利用ICL7135的'busy'信号与MCS-51单片机接口,以节省I/O口并实现高精度A/D转换。通过控制定时器在'busy'高电平时计数,并减去固定积分时间,获取被测电压数值。转换速率设计为每秒6.25次,兼顾精度和资源利用率。

刘春元 王福奎

     ICL7135具有±20000个数的分辨率,而且有BCD码和STB选通信号输出,与微机接口十分方便,因此有很多文章介绍ICL7135作为微机的高精度A/D接口电路。本篇文章与其他文章不同之处是利用ICL7135的“busy”输出信号与单片机MCS-51衔接。

    在小型化仪表中,应该以最少的元件完成尽可能多的任务,8031需外接EPROM,剩下的16个I/O口是十分宝贵的。如果利用ICL7135的BCD码和STB选通信号就要占5个I/O口,而利用ICL7135的“busy”端,只要一个I/O和8031内部的一个定时器就可以把ICL7135的数据送入单片机。

    为了便于读者理解,首先介绍ICL7135的“busy”端的功能。ICL7135是以双积分方式进行A/D转换的电路。每个转换周期分为三个阶段:

    

07-11
ICL7135 是一种高精度、低功耗的双积分型模数转换器(ADC),广泛应用于数字万用表、工业测量设备以及便携式仪器中。该芯片采用28引脚封装,具备较高的集成度,能够直接驱动4位半LCD或LED显示器[^1]。 ### 技术规格 - **分辨率**:ICL7135提供4½位的分辨率,即最大显示值为±19999。 - **输入电压范围**:支持从0V到基准电压之间的输入信号,典型基准电压为1.000V,因此输入范围通常为0至1V。 - **工作电源**:可工作在单一电源供电模式下,典型供电电压为+5V,同时也可以通过外部调整实现更宽的供电范围[^1]。 - **功耗**:具有较低的功耗特性,非常适合用于电池供电系统[^1]。 - **输出接口**:包含BCD码输出端口和极性输出信号,便于与微处理器或者显示驱动电路连接。 ### 功能特性 - **自动调零功能**:内部集成了自动调零机制,有助于消除偏移误差,提高测量准确性。 - **过量程指示**:当输入电压超出满量程时,会有一个特定的输出引脚给出过量程指示信号。 - **采样保持能力**:内置采样保持电路,可以在转换过程中维持输入电压稳定,从而保证了转换结果的一致性和准确性。 - **温度稳定性好**:设计上采用了温度补偿技术,确保在不同环境温度条件下仍能保持良好的性能稳定性。 ### 应用电路 ICL7135的一个典型应用是构建一个数字电压表。在这种配置中,它通常需要外接几个无源元件来完成其操作: ```c // 示例代码 - 伪代码表示如何初始化ICL7135 ADC void init_ICL7135() { // 设置参考电压 setReferenceVoltage(1.0); // 配置显示模式为4位半 configureDisplayMode(HALF_4DIGIT); // 启用自动调零 enableAutoZero(); // 开启ADC转换 startConversion(); } ``` 实际硬件连接方面,一般会在Vref引脚连接一个精密电阻分压网络以产生稳定的参考电压;INT、BUF等模拟输入端则根据具体需求接入待测电压源或是缓冲放大器。此外,为了防止噪声干扰,建议在电源引脚附近放置去耦电容,并且合理布局PCB走线[^1]。 请注意,上述提供的信息基于通用知识及标准数据手册内容,对于特定项目的设计,请查阅最新的官方文档获取最准确的信息。
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