ICL7135：高精度A/D转换器的原理与单片机接口

ICL7135是一种高精度、抗干扰能力强且价格实惠的4位半双斜积分式A/D转换器，常用于各种测量系统。本文将深入探讨ICL7135的引脚功能、主要特性以及如何与单片机进行接口。 1. ICL7135的引脚功能与主要特性 ICL7135的28脚DIP封装包含了以下引脚功能： - V-（1脚）：-5V电源端。 - VREF（2脚）：基准电压输入端，用于设定转换的参考电压。 - AGND（3脚）：模拟地。 - INT（4脚）：积分器输入端，连接积分电容。 - AZ（5脚）：积分器和比较器反相输入端，连接自零电容。 - BUF（6脚）：缓冲器输出端，连接积分电阻。 - CREF+（7脚）：基准电容正端。 - CREF-（8脚）：基准电容负端。 - IN-（9脚）：被测信号负输入端。 - IN+（10脚）：被测信号正输入端。 - V+（11脚）：+5V电源端。 - D1～D5（12、17～20脚）：位扫描输出端。 - B1～B4（13～16脚）：BCD码输出端。 - BUSY（21脚）：忙状态输出端，表示正在进行A/D转换。 - CLK（22脚）：时钟信号输入端，控制转换速度。 - POL（23脚）：负极性信号输出端。 - DGND（24脚）：数字地端。 - R/H（25脚）：运行/读数控制端，用于启动或停止转换。 - STR（26脚）：数据选通输出端，在转换完成后提供选通脉冲。 - OR（27脚）：超量程状态输出端，当输入电压超过范围时输出高电平。 - UR（28脚）：欠量程状态输出端，当输入电压低于范围时输出高电平。 ICL7135的主要性能特点包括： - 极高的输入阻抗，对被测电路的影响微乎其微。 - 自动校零功能，确保初始状态准确。 - 精确的差分输入电路，提高测量精度。 - 自动判别输入信号极性，简化系统设计。 - 提供超、欠电压输出信号，便于系统报警或保护。 - 使用位扫描技术和BCD码输出，方便数据处理。 2. ICL7135与单片机的接口 为了连接ICL7135与单片机，需要构建如下的接口电路： - 积分元件C1和R2，以及自零电容C2，用于A/D转换过程。 - 基准电容C3，用于稳定参考电压。 - 输入滤波网络R3和C5，确保输入信号的稳定性。 - 输入过压保护电路R4、C9、D1和D2，防止过高电压损坏ICL7135。 - 基准电压调整电位器RP1，允许根据需求设置基准电压。 - 振荡电路由两个反相器组成，提供ICL7135所需的时钟信号。 - 时钟频率需大于120kHz，以满足每秒至少3次A/D转换的要求。 - 三态缓冲器74LS244用于接收STR选通脉冲输出的数据，确保数据传输的可靠性。 通过这样的接口设计，单片机可以通过读取BCD码输出来获取经过A/D转换后的数字信号，从而实现模拟信号到数字信号的转换，并进一步进行数据处理和显示。 ICL7135因其高精度、抗干扰能力和低成本，成为许多嵌入式系统中理想的A/D转换器选择。正确理解和应用其引脚功能、主要特性和接口设计，可以有效地提升系统的测量性能和稳定性。