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一、概述、特點 7135是采用CMOS工藝制作的單片4 1/2位A/D轉換器，只要附加譯碼器，數碼顯示器，驅動器及電阻電容等元件，就可組成一個滿量程為2V的數字電壓表。 7135主要特點如下： 1 在每次A/D轉換前，內部電路都自動進行調零操作。 2 在±2000字（2V滿量程）范圍內，保證轉換精度±1字。 3 具有自動極性轉換功能。 4 輸出電流典型值1PA。 5 所有輸出端和TTL電路相容。 6 有過量程（OR)和欠量程（UR)標志信號輸出，可用作自動量程轉換的控制信號。 7 輸出為動態掃描BCD碼。 8 對外提供六個輸入,輸出控制信號(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于數字電壓表外,還能與異步接收 /發送器,微處理器或其它控制電路連接使用。 9 采用28外引線雙列直插式封裝，外引線功能端排列如圖所示。 各外引線功能端文字符號說明如下： V- ——負電源端， REFERENCE —外接基準電壓輸入端， ANALOG COMMON——模擬地， INT——積分器輸出，外接積分電容（Cint)端， AZ——外接調零電容（Caz)端， BUFF——緩沖器輸出，外接積分電阻（Rint)端， Rr+、Rr-——外接基準電壓電容（Cr)端， INLO、INHI——被測電壓（低、高）輸入端， V+——正電源端， D5、D4、D3、D2、D1——位掃描選通信號輸出端，其中D5（MSD）對應萬位數選通，其余依次為D4、D3、D2、D1（LSD，個位）， B8、B4、B2、B1——BCD碼輸出端，采用動態掃描方式輸出， BUST——指示積分器處于積分狀態的標志信號輸出端， CLK——時鐘信號輸入端， DGNG——數字電路接地端， R/H——轉換/保持控制信號輸入端， ST——選通信號輸出端，主要用作外部寄存器存放轉換結果的選通控制信號， OR——過量程信號輸出端， UR——欠量程信號輸出端。 在電路內部，CLK和R/H兩個輸入端上分別設置了非門和場效應管的輸入電路，以保證該兩端在懸空時為高電平。 V+ = +5V，V- =-5V，TA=25℃，時鐘頻率為120KHz時，每秒可轉換3次。 功耗：1000mW（MAX）；電源電壓：V+：+6V（MAX）；V-：-6V（MAX） 二、7135數字部分 數字部分主要由計數器、鎖存器、多路開關及控制邏輯電路等組成。7135一次A/D轉換周期分為四個階段：1、自動調零（AZ）；2、被測電壓積分（INT）；3、基準電壓反積分（DE）；4、積分回零（ZI）。具體內部轉換過程這里不做祥解，主要介紹引腳的使用。 1、R/H（25腳） 當R/H=“1”（該端懸空時為“1”）時，7135處于連續轉換狀態，每40002個時鐘周期完成一次A/D轉換。若R/H由“1”變“0”，則 7135在完成本次A/D轉換后進入保持狀態，此時輸出為最后一次轉換結果，不受輸入電壓變化的影響。因此利用R/H端的功能可以使數據有保持功能。若把 R/H端用作啟動功能時，只要在該端輸入一個正脈沖（寬度》300NS），轉換器就從AZ階段開始進行A/D轉換。注意：第一次轉換周期中的AZ階段時間為9001-10001個時鐘脈沖，這是由于啟動脈沖和內部計數器狀態不同步造成的。 2、/ST（26腳） 每次A/D轉換周期結束后，ST端都輸出5個負脈沖，其輸出時間對應在每個周期開始時的5個位選信號正脈沖的中間，ST負脈沖寬度等于1/2時鐘周期，第一個ST負脈沖在上次轉換周期結束后101個時鐘周期產生。因為每個選信號（D5--D1）的正脈沖寬度為200個時鐘周期（*只有AZ和DE階段開始時的第一個D5的脈沖寬度為201個CLK周期），所以ST負脈沖之間相隔也是200個時鐘周期。需要注意的是，若上一周期為保持狀態（R/H=“0”）則 ST無脈沖信號輸出。 ST信號主要用來控制將轉換結果向外部鎖存器、UARTs或微處理器進行傳送。 3、BUSY（21腳） 在雙積分階段（INT+DE），BUSY為高電平，其余時為低電平。因此利用BUSY功能，可以實現A/D轉換結果的遠距離雙線傳送，其還原方法是將BUSY和CLK“與”后來計數器，再減去10001就可得到原來的轉換結果。 4、OR（27腳） 當輸入電壓超出量程范圍（20000），OR將會變高。該信號在BUSY信號結束時變高。在DE階段開始時變低。 5、UR（28腳） 當輸入電壓等于或低于滿量程的9%（讀數為1800），則一當BUST信號結束，UR將會變高。該信號在INT階段開始時變低。 6、POL（23腳） 該信號用來指示輸入電壓的極性。當輸入電壓為正，則POL等于“1”，反之則等于“0”。該信號DE階段開始時變化，并維持一個A/D轉換調期。 7、位驅動信號D5、D4、D3、D2、D1（12、17、18、19、20腳） 每一位驅動信號分別輸出一個正脈沖信號，脈沖寬度為200個時鐘周期，其中D5對應萬位選通，以下依次為千、百、十、個位。在正常輸入情況下，D5-- D1輸出連續脈沖。當輸入電壓過量程時，D5--D1在AZ階段開始時只分別輸出一個脈沖，然后都處于低電平，直至DE階段開始時才輸出連續脈沖。利用這個特性，可使得顯示器件在過程時產生一亮一暗的直觀現象。 8、B8、B4、B2、B1（16、15、14、13腳） 該四端為轉換結果BCD碼輸出，采用動態掃描輸出方式，即當位選信號D5=“1”時，該四端的信號為萬位數的內容，D4=“1”時為千位數內容，其余依次類推。在個、十、百、千四位數的內容輸出時，BCD碼范圍為0000--1001，對于萬位數只有0和1兩種狀態，所以其輸出的BCD碼為“0000”和 “0001”。當輸入電壓過量程時，各位數輸出全部為零，這一點在使用時應注意。 最后還要說明一點，由于數字部分以DGNG端作為接地端，所以所有輸出端輸出電平以DGNG作為相對參考點。 基準電壓，基準電壓的輸入必須對于模擬公共端COM是正電壓。 三、用7135制作4 1/2位數字電壓表頭 本表頭的主要應用說明： 本表頭是按照普通應用電路而組合成為最基本的數字表頭，主要使用了其±2.0000V的直接測量功能。電路里采用 74HC04（或者CD4069）組成-5V電壓產生電路，以及 ICL7135 需要的時鐘信號電路，省去了用戶使用雙電源供電的麻煩，只需要給表頭供電 +5V 就可以正常使用。 小數點選擇電路是通過一 NPN 型三極管，利用它的驅動源是選擇哪一位數碼管的位掃描驅動信號來達到對應使該位的小數點點亮的目的。 基本質量的快速判別： 送入 +5V 直流穩壓電源（小心：電源不能反接，否則，頃刻之間可能令表頭報廢！！），屏幕上面應該顯示隨機數字，用金屬短路 2 個輸入端口（Vin與GND），屏幕應該顯示±0000,（允許有 ±1 個字的變化），利用指針萬用表的 X1Ω電阻擋，（或者是一節 1.5V 電池），輸入到表頭的信號輸入端口，屏幕應該顯示該電池的數字。例如：15034 (具體應該以電池電壓為準），如果你需要選擇決定小數點的位置，可以通過選擇小數點來讓它顯示 1.5034 或者 15.034 等等。交換輸入信號的極性，應該有負號出現，顯示為 -15034,（允許有±1個字的翻轉誤差，人工無法修改，由芯片制作廠商決定此指標）。－－經過這么一輪測試，如果都沒有問題，表頭就可以準備使用了。 校準測量精度：可以使用最簡單的方法校準，就是利用一只數字萬用表監視著芯片第二引腳的電壓，微調多圈電位器，使讀數＝1.0000V,(允許± 2 個字)，然后，輸入一個信號電壓，用數字萬用表監視，是否讀數一致，如果不一致，再仔細微調多圈電位器令其達到一致。校準后，可以用指甲油小許封住多圈電位器的微調螺釘，以防移位，之后，就可以投入正常使用了。（表頭已經出品時校準在 2V 量程，基準＝1.0000V，± 2 個字）。 有關數表頭在電流、電壓、頻率、物理量、化學量等等領域的具體應用，請參閱有關書籍。 ICL7135 制作的41/2 數字電壓表頭確實是非常方便使用而精度又非常令人滿意的，其缺點是耗電較大，在 +5V 供電時，消耗電流在 120～150mA 左右，不適合使用電池供電。 |
