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ICL7135的串行采集方式在单片机电压表中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:介绍了对A/D芯片ICL7135进行串行数据采集的具体方法,同时利用该方式结构简单、编程简洁、占用单片机资源少的特点,给出了用ICL7135与AT89C52单片机构成电压表系统的硬件和软件设计方法。
  关键词:单片机ADC电压表ICL7135
  
  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(精度相当于14位二进制数)、价格低廉、抗干扰能力强等优点。通常情况下,设计者都是用单片机来并行采集ICL7135的数据,本文介绍用单片机串行方式采集ICL7135的数据以实现单片机电压表和小型智能仪表的设计方案。
  
  1ICL7135的串行工作方式
  
  1.1ICL7135的测量周期
  
  ICL7135的测量周期包括下列四相(节拍):
  
  (1)AUTO-ZERO(自动调零)相
  
  在该相时,内部IN+和IN-输入与引脚断开,且在内部连接到ANLG-COMMON,基准电容被充电至基准电压,系统接成闭环并为自动调零(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。此时,自动调零精度令受系统噪声的限制,以输入为基准的总失调小于10μV。
  
  (2)SINGAL-INTEGRATE(信号积分)相
  
  在该相,自动调零环路被打开,内部的IN+和IN-输入被连接至外部引脚。在固定的时间周期内,这些输入端之间的差分电压被积分。当输入信号相对于转换器电源不反相(NO-RETURN)时,IN-可直接连接至ANJG-COMMON以便输出正确的共模电压。同时,在这一相完成的基础上,输入信号的极性将被系统所记录。
  
  (3)DEINTEGRATE(去积分)相
  
  该相的基准用于完成去积分(DEINTEGRATE)任务,此时内部IN-在内部连接ANLG-COMMON,IN+跨接至先前已充电的基准电容,所记录的输入信号的极性可确保以正确的极性连接至电容以使积分器输出极性回零。输出返回至零所需的时间正比于输入信号的幅度。返回时间显示为数字读数,并由1000(Vid/Vref)确定。满度或最大转换值发生在Vid等于Vref的两倍时。
  
  (4)ZERO-INTEGRATE(积分器返回零)相
  
  内部的IN-连接到ANLG-COMMON,系统接成闭环以使积分器输出返回到零。通常这相需要100~200个时钟脉冲,但是在超范围(OVERRANGE)转换后,则需要6200个脉冲。
  
  1.2ICL7135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)相开始时,ICL7135的BUSY信号线跳高并一直保持高电平,直到Deintegrate(去积分)相结束时才跳回低电平。在满量程情况下,这个区域中的最多脉冲个数为30002个。其中Deintegrate(去积分)相的脉冲个数反映了转换结果。
  
  图2是不同Vid值时的ICL7135时序。由图2可见:对于不同模拟量输入,ICL7135的B

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