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一、概述、特點(diǎn) 7135是采用CMOS工藝制作的單片4 1/2位A/D轉(zhuǎn)換器，只要附加譯碼器，數(shù)碼顯示器，驅(qū)動(dòng)器及電阻電容等元件，就可組成一個(gè)滿(mǎn)量程為2V的數(shù)字電壓表。 7135主要特點(diǎn)如下： 1 在每次A/D轉(zhuǎn)換前，內(nèi)部電路都自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零操作。 2 在±2000字（2V滿(mǎn)量程）范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)換精度±1字。 3 具有自動(dòng)極性轉(zhuǎn)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(guò)量程（OR)和欠量程（UR)標(biāo)志信號(hào)輸出，可用作自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。 7 輸出為動(dòng)態(tài)掃描BCD碼。 8 對(duì)外提供六個(gè)輸入,輸出控制信號(hào)(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于數(shù)字電壓表外,還能與異步接收 /發(fā)送器,微處理器或其它控制電路連接使用。 9 采用28外引線(xiàn)雙列直插式封裝，外引線(xiàn)功能端排列如圖所示。 各外引線(xiàn)功能端文字符號(hào)說(shuō)明如下： V- ——負(fù)電源端， REFERENCE —外接基準(zhǔn)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(diào)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(zhǔn)電壓電容（Cr)端， INLO、INHI——被測(cè)電壓（低、高）輸入端， V+——正電源端， D5、D4、D3、D2、D1——位掃描選通信號(hào)輸出端，其中D5（MSD）對(duì)應(yīng)萬(wàn)位數(shù)選通，其余依次為D4、D3、D2、D1（LSD，個(gè)位）， B8、B4、B2、B1——BCD碼輸出端，采用動(dòng)態(tài)掃描方式輸出， BUST——指示積分器處于積分狀態(tài)的標(biāo)志信號(hào)輸出端， CLK——時(shí)鐘信號(hào)輸入端， DGNG——數(shù)字電路接地端， R/H——轉(zhuǎn)換/保持控制信號(hào)輸入端， ST——選通信號(hào)輸出端，主要用作外部寄存器存放轉(zhuǎn)換結(jié)果的選通控制信號(hào)， OR——過(guò)量程信號(hào)輸出端， UR——欠量程信號(hào)輸出端。 在電路內(nèi)部，CLK和R/H兩個(gè)輸入端上分別設(shè)置了非門(mén)和場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電路，以保證該兩端在懸空時(shí)為高電平。 V+ = +5V，V- =-5V，TA=25℃，時(shí)鐘頻率為120KHz時(shí)，每秒可轉(zhuǎn)換3次。 功耗：1000mW（MAX）；電源電壓：V+：+6V（MAX）；V-：-6V（MAX） 二、7135數(shù)字部分 數(shù)字部分主要由計(jì)數(shù)器、鎖存器、多路開(kāi)關(guān)及控制邏輯電路等組成。7135一次A/D轉(zhuǎn)換周期分為四個(gè)階段：1、自動(dòng)調(diào)零（AZ）；2、被測(cè)電壓積分（INT）；3、基準(zhǔn)電壓反積分（DE）；4、積分回零（ZI）。具體內(nèi)部轉(zhuǎn)換過(guò)程這里不做祥解，主要介紹引腳的使用。 1、R/H（25腳） 當(dāng)R/H=“1”（該端懸空時(shí)為“1”）時(shí)，7135處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每40002個(gè)時(shí)鐘周期完成一次A/D轉(zhuǎn)換。若R/H由“1”變“0”，則 7135在完成本次A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入保持狀態(tài)，此時(shí)輸出為最后一次轉(zhuǎn)換結(jié)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(shù)據(jù)有保持功能。若把 R/H端用作啟動(dòng)功能時(shí)，只要在該端輸入一個(gè)正脈沖（寬度》300NS），轉(zhuǎn)換器就從AZ階段開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。注意：第一次轉(zhuǎn)換周期中的AZ階段時(shí)間為9001-10001個(gè)時(shí)鐘脈沖，這是由于啟動(dòng)脈沖和內(nèi)部計(jì)數(shù)器狀態(tài)不同步造成的。 2、/ST（26腳） 每次A/D轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后，ST端都輸出5個(gè)負(fù)脈沖，其輸出時(shí)間對(duì)應(yīng)在每個(gè)周期開(kāi)始時(shí)的5個(gè)位選信號(hào)正脈沖的中間，ST負(fù)脈沖寬度等于1/2時(shí)鐘周期，第一個(gè)ST負(fù)脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后101個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生。因?yàn)槊總�(gè)選信號(hào)（D5--D1）的正脈沖寬度為200個(gè)時(shí)鐘周期（*只有AZ和DE階段開(kāi)始時(shí)的第一個(gè)D5的脈沖寬度為201個(gè)CLK周期），所以ST負(fù)脈沖之間相隔也是200個(gè)時(shí)鐘周期。需要注意的是，若上一周期為保持狀態(tài)（R/H=“0”）則 ST無(wú)脈沖信號(hào)輸出。 ST信號(hào)主要用來(lái)控制將轉(zhuǎn)換結(jié)果向外部鎖存器、UARTs或微處理器進(jìn)行傳送。 3、BUSY（21腳） 在雙積分階段（INT+DE），BUSY為高電平，其余時(shí)為低電平。因此利用BUSY功能，可以實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的遠(yuǎn)距離雙線(xiàn)傳送，其還原方法是將BUSY和CLK“與”后來(lái)計(jì)數(shù)器，再減去10001就可得到原來(lái)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 4、OR（27腳） 當(dāng)輸入電壓超出量程范圍（20000），OR將會(huì)變高。該信號(hào)在BUSY信號(hào)結(jié)束時(shí)變高。在DE階段開(kāi)始時(shí)變低。 5、UR（28腳） 當(dāng)輸入電壓等于或低于滿(mǎn)量程的9%（讀數(shù)為1800），則一當(dāng)BUST信號(hào)結(jié)束，UR將會(huì)變高。該信號(hào)在INT階段開(kāi)始時(shí)變低。 6、POL（23腳） 該信號(hào)用來(lái)指示輸入電壓的極性。當(dāng)輸入電壓為正，則POL等于“1”，反之則等于“0”。該信號(hào)DE階段開(kāi)始時(shí)變化，并維持一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換調(diào)期。 7、位驅(qū)動(dòng)信號(hào)D5、D4、D3、D2、D1（12、17、18、19、20腳） 每一位驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別輸出一個(gè)正脈沖信號(hào)，脈沖寬度為200個(gè)時(shí)鐘周期，其中D5對(duì)應(yīng)萬(wàn)位選通，以下依次為千、百、十、個(gè)位。在正常輸入情況下，D5-- D1輸出連續(xù)脈沖。當(dāng)輸入電壓過(guò)量程時(shí)，D5--D1在A(yíng)Z階段開(kāi)始時(shí)只分別輸出一個(gè)脈沖，然后都處于低電平，直至DE階段開(kāi)始時(shí)才輸出連續(xù)脈沖。利用這個(gè)特性，可使得顯示器件在過(guò)程時(shí)產(chǎn)生一亮一暗的直觀(guān)現(xiàn)象。 8、B8、B4、B2、B1（16、15、14、13腳） 該四端為轉(zhuǎn)換結(jié)果BCD碼輸出，采用動(dòng)態(tài)掃描輸出方式，即當(dāng)位選信號(hào)D5=“1”時(shí)，該四端的信號(hào)為萬(wàn)位數(shù)的內(nèi)容，D4=“1”時(shí)為千位數(shù)內(nèi)容，其余依次類(lèi)推。在個(gè)、十、百、千四位數(shù)的內(nèi)容輸出時(shí)，BCD碼范圍為0000--1001，對(duì)于萬(wàn)位數(shù)只有0和1兩種狀態(tài)，所以其輸出的BCD碼為“0000”和 “0001”。當(dāng)輸入電壓過(guò)量程時(shí)，各位數(shù)輸出全部為零，這一點(diǎn)在使用時(shí)應(yīng)注意。 最后還要說(shuō)明一點(diǎn)，由于數(shù)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(duì)參考點(diǎn)。 基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓的輸入必須對(duì)于模擬公共端COM是正電壓。 三、用7135制作4 1/2位數(shù)字電壓表頭 本表頭的主要應(yīng)用說(shuō)明： 本表頭是按照普通應(yīng)用電路而組合成為最基本的數(shù)字表頭，主要使用了其±2.0000V的直接測(cè)量功能。電路里采用 74HC04（或者CD4069）組成-5V電壓產(chǎn)生電路，以及 ICL7135 需要的時(shí)鐘信號(hào)電路，省去了用戶(hù)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(shù)點(diǎn)選擇電路是通過(guò)一 NPN 型三極管，利用它的驅(qū)動(dòng)源是選擇哪一位數(shù)碼管的位掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)達(dá)到對(duì)應(yīng)使該位的小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)亮的目的。 基本質(zhì)量的快速判別： 送入 +5V 直流穩(wěn)壓電源（小心：電源不能反接，否則，頃刻之間可能令表頭報(bào)廢！！），屏幕上面應(yīng)該顯示隨機(jī)數(shù)字，用金屬短路 2 個(gè)輸入端口（Vin與GND），屏幕應(yīng)該顯示±0000,（允許有 ±1 個(gè)字的變化），利用指針萬(wàn)用表的 X1Ω電阻擋，（或者是一節(jié) 1.5V 電池），輸入到表頭的信號(hào)輸入端口，屏幕應(yīng)該顯示該電池的數(shù)字。例如：15034 (具體應(yīng)該以電池電壓為準(zhǔn)），如果你需要選擇決定小數(shù)點(diǎn)的位置，可以通過(guò)選擇小數(shù)點(diǎn)來(lái)讓它顯示 1.5034 或者 15.034 等等。交換輸入信號(hào)的極性，應(yīng)該有負(fù)號(hào)出現(xiàn)，顯示為 -15034,（允許有±1個(gè)字的翻轉(zhuǎn)誤差，人工無(wú)法修改，由芯片制作廠(chǎng)商決定此指標(biāo)）。－－經(jīng)過(guò)這么一輪測(cè)試，如果都沒(méi)有問(wèn)題，表頭就可以準(zhǔn)備使用了。 校準(zhǔn)測(cè)量精度：可以使用最簡(jiǎn)單的方法校準(zhǔn)，就是利用一只數(shù)字萬(wàn)用表監(jiān)視著芯片第二引腳的電壓，微調(diào)多圈電位器，使讀數(shù)＝1.0000V,(允許± 2 個(gè)字)，然后，輸入一個(gè)信號(hào)電壓，用數(shù)字萬(wàn)用表監(jiān)視，是否讀數(shù)一致，如果不一致，再仔細(xì)微調(diào)多圈電位器令其達(dá)到一致。校準(zhǔn)后，可以用指甲油小許封住多圈電位器的微調(diào)螺釘，以防移位，之后，就可以投入正常使用了。（表頭已經(jīng)出品時(shí)校準(zhǔn)在 2V 量程，基準(zhǔn)＝1.0000V，± 2 個(gè)字）。 有關(guān)數(shù)表頭在電流、電壓、頻率、物理量、化學(xué)量等等領(lǐng)域的具體應(yīng)用，請(qǐng)參閱有關(guān)書(shū)籍。 ICL7135 制作的41/2 數(shù)字電壓表頭確實(shí)是非常方便使用而精度又非常令人滿(mǎn)意的，其缺點(diǎn)是耗電較大，在 +5V 供電時(shí)，消耗電流在 120～150mA 左右，不適合使用電池供電。 |
