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ICL7135的串行收集方法在单片机中的使用

在常用的A/D转换芯片(如ADC0809、ICL7135、ICL7109等)中,ICL7135与其余几种有所不同,它是一种四位半的双积分A/D转换器,具有精度高(精…

在常用的A/D转化芯片(如ADC0809、ICL7135ICL7109等)中,ICL7135与其他几种有所不同,它是一种四位半的双积分A/D转化器,具有精度高(精度相当于14位二进制数)、价格低廉、抗干扰才能强等长处。一般情况下,规划者都是用单片机来并行收集ICL7135的数据,本文介绍用单片机串行办法收集ICL7135的数据以完结单片机电压表和小型智能仪表的规划方案。

1 ICL7135的串行作业办法

1.1 ICL7135的丈量周期

ICL7135的丈量周期包含下列四相(节拍):

(1)AUTO-ZERO(主动调零)相

在该相时,内部IN+和IN-输入与引脚断开,且在内部衔接到ANLG-COMMON,基准电容被充电至基准电压,体系接成闭环并为主动调零(AUTOZERO)电容充电以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的失调电压。此刻,主动调零精度令受体系噪声的约束,以输入为基准的总失调小于10μV。

(2)SINGAL-INTEGRATE(信号积分)相

在该相,主动调零环路被翻开,内部的IN+和IN-输入被衔接至外部引脚。在固定的时刻周期内,这些输入端之间的差分电压被积分。当输入信号相关于转化器电源不反相(NO-RETURN)时,IN-可直接衔接至ANJG-COMMON以便输出正确的共模电压。一起,在这一相完结的基础上,输入信号的极性将被体系所记载。

(3)DEINTEGRATE(去积分)相

该相的基准用于完结去积分(DEINTEGRATE)使命,此刻内部IN-在内部衔接ANLG-COMMON,IN+跨接至从前已充电的基准电容,所记载的输入信号的极性可保证以正确的极性衔接至%&&&&&%以使积分器输出极性回零。输出回来至零所需的时刻正比于输入信号的起伏。回来时刻显现为数字读数,并由1000(Vid/Vref)确认。满度或最大转化值发生在Vid等于Vref的两倍时。

(4)ZERO-INTEGRATE(积分器回来零)相

内部的IN-衔接到ANLG-COMMON,体系接成闭环以使积分器输出回来到零。一般这相需求100~200个时钟脉冲,但是在超规模(OVERRANGE)转化后,则需求6200个脉冲。

1.2 ICL7135时序图

图1所示是Vid为常数时的ICL7135时序图,由图1可知:在Signal-Integrate(即信号积分)相开端时,ICL7135的BUSY信号线跳高并一向坚持高电平,直到De integrate(去积分)相完毕时才跳回低电平。在满量程情况下,这个区域中的最多脉冲个数为30002个。其间De integrate(去积分)相的脉冲个数反映了转化成果。

图2是不同Vid值时的ICL7135时序。由图2可见:关于不同模拟量输入,ICL7135的BUSY信号的高电平宽度也不同。

2 与单片机体系的串行衔接

ICL7135与单片机体系进行衔接时,假如运用ICL7135的并行收集办法,则不但要衔接BCD码数据输出线,又要衔接BCD码数据的位驱动信号输出端,这样至少需求9根I/O口线。因而,体系的衔接比较费事,且编程也十分复杂。

ICL7135的串行接法是经过计脉冲数的办法来取得丈量转化成果的。由其时序剖析可知,在Deintegrate(去积分)相,其脉冲数与转化成果具有一一对应联系。

实际上,能够经过单片机(例如ATMEL公司的51系列单片机AT89C52)的守时器T0(也能够运用守时器T1)来计脉冲器。因为,守时器T0所用的CLK频率是体系晶振频率的1/12。因而可利用单片机(AT89C52)的ALE信号作为ICL7135的脉冲(CLK)输入。但要留意,在软件规划编程中,若指令中不呈现MOVX指令,ALE端发生的脉冲频率将是晶振的1/6。至此,便可找到守时器所运用的频率与单片机体系晶振频率的联系,以及ICL7135所需的频率输入与单片机体系晶振频率的联系。

为了使守时器T0的计数脉冲的ICL7135作业所需的脉冲同步,能够将ICL7135的BUSY信号接至AT89C52的P3.2(INT0)引脚上,而且将守时器T0的选通操控信号GATE倍1。此刻守时器T0是否作业将受BUSY信号的操控。由上述时序图可知,当ICL7135开端作业时,即在积分波形的Signal-Integrate相开端时,也便是ICL7135的BUSY信号跳高时,守时器T0才开端作业,且守时器T0的TH0、TL0所记载的数据与ICL7135的测验脉冲(从积分波形的Signal-Integrate相开端时Deintegrate相完毕这一区域内的脉冲称为丈量脉冲)存在必定的比例联系。其体系衔接图如图3所示。

在这种情况下,因为守时器T0和ICL7135所用的时钟不是同一路。因而,应当找到守时器T0所记载的数据和丈量脉冲之间的某种比例联系。其比例联系如下:

Ftime=Fosc/12

Fale=Fosc/6

Freal=Fosc/24

Ficl=Fale/N

其间,Fosc为体系晶振频率;Ftime为守时器所用频率;Fale为单片机ALE输出的频率;Freal为ICL7135的丈量脉冲频率;Ficl为ICL7135所用的输入频率,该频率可经过Dale分频得到。N为分频比,该体系中N应选为4。

图4 ICL7135A/D转化器与体系的衔接图

由上述频率之间的比率联系可知,AT98C52的守时器T0所用的频率是ICL7135的丈量脉冲频率的两倍。因而,守时器T0所记载的脉冲数也是ICL7135的丈量脉冲的两倍。图中,分频数可根据ICL7135的要求和单片机的时钟频率来挑选。在这里,发起运用四分频,这样可使守时器T0在对丈量脉冲计数时不会溢出。若运用4以上的分频数,则需在软件上作一下改善。

要得到丈量脉冲的个数,只需将守时器所记载的脉冲个数除以2即可。而要得到A/D转化成果所对应的脉冲数则运用丈量脉冲的个数减去10001。这些转化一般可经过软件完结,因而十分简略。经过A/D转化成果所对应的脉冲数可得到被测的模拟量。经过对串行办法的评论能够看出:运用这种办法能够不再运用8255芯片来扩展口线。其长处是占用口线少,能节约体系的硬件资源,进步体系的抗干扰才能,不必增加任何扩展口线器材,从而使体系的本钱得到下降。

3 根据单片机体系的电压表规划

3.1 体系的硬件

图4所示是单片机电压表体系中ICL7135与单片机体系的典型衔接示意图。图中,单片机体系的晶振为6MHz,单片机的ALE信号频率为1MHz;考虑到体系衔接方面和单片机ALE信号频率规模等要素,笔者取ICL7135的输入频率为ALE信号的四分频,即选用125kHz。这样选用的长处是T0守时器在对丈量脉冲计数时不会发生溢出。

3.2 体系的软件规划

ICL7135A/D与单片机衔接电路的软件规划体系的程序流程图如图5所示。

该软件流程图由三部分组成。其间转化子程序是在主程序中调用的,意图是为了不占用很长的中止时刻。T0计数器设定为办法1、守时状况、选通操控设为“1”。故TMOD操控字设置为“05H”。因为T0计数器用的是体系的晶振频率,因而与设定为计数状况作用相同。

4 完毕语

%&&&&&%L7135的串行办法在实践中的运用作用很好。与并行办法比较,其杰出的长处是结构简略、程序简练、占用单片机的资源少、可进步抗干扰才能,一起可进步仪器的检测可靠性,而且可在不增加任何扩展口线器材的情况下使体系的本钱得到下降。

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