ICL7135制作的4位半数字电压表(20190119142821)

ICL7135的技术资料1．ICL7135的主要特性ICL7135是双斜积分式4位半单片A／D转换器。

转换精度高、抗干扰性能好、价格低，应用十分广泛。

采用CMOS工艺制作，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。

以下列出其主要特点。

1）输入阻抗达109Ω以上，对被测电路几乎没有影响；2）在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作；3）有精确的差分输入电路；4）自动判别信号极性；5）有超、欠压输出信号，机过量程（OR）、欠量程（UR）标志信号输出，可用作自动量程转换的控制信号；6）采用位扫描与BCD码输出；7）在±20000字（2V满量程）范围内，转换精度±1字；8）输出电流典型值1PA；输出为动态扫描BCD码；9）对外提供六个输入\输出控制信号R/H，BUSH，ST，POL，OR，UR。

因此除用于数字电压表外,还能与异步接收/发送器，微处理器或其它控制电路连接使用；10）功耗：1000mW（MAX）。

2．ICL7135的引脚功能采用28脚DIP和SOP封装。

其引脚功能如下：1}脚（V-）-5V电源端；2}脚（VREF）基准电压输入端；3}脚（AGND）模拟地；4}脚（INT）积分器输入端，接积分电容；5}脚（AZ）积分器和比较器反相输入端，接自零电容；6}脚（BUF）缓冲器输出端，接积分电阻；7}脚（CREF＋）基准电容正端；8}脚（CREF－）基准电容负端；图19}脚（IN－）被测信号负输入端；10}脚（IN＋）被测信号正输入端；11}脚（V＋）＋5V电源端；12}、{17}～{20}脚（D1～D5）位扫描输出端；13}～{16}脚（B1～B4）BCD码输出端；21}脚（BUSY）忙状态输出端；22}脚（CLK）时钟信号输入端；23}脚（POL）负极性信号输出端；24}脚（DGND）数字地端；25}脚（R／H）运行／读数控制端；26}脚（STR）数据选通输出端；27}脚（OR）超量程状态输出端；28}脚（UR）欠量程状态输出端。

ICL7135数字表芯片中文资料ICL7135主要参数：(一)ICL7135芯片介绍ICI7135是4位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,有STB选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便.ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换),价格低的优点.其转换速度与时钟频率相关,每个转换周期均有:自校准(调零),正向积分(被测模拟电压积分),反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成,其中自校准时间为10001个脉冲,正向积分时间为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止(最大不超过20001个脉冲).故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数.将计数的脉冲个数减10000,即得到对应的模拟量.图1给出了ICL7135时序,由图可见,当BUSY变高时开始正向积分,反向积分到零时BUSY变低,所以BUSY可以用于控制计数器的启动/停止.ICL7135为DIP28封装,芯片引脚排列如图2所示,引脚功能及含义如下:(1)与供电及电源相关的引脚(共7脚).-V:ICL7135负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;.+V:ICL7135正电源引入端,典型值+5V,极限值+6V;.DGND:数字地,ICL7135正,负电源的低电平基准;.REF:参考电压输入,REF的地为AGND引脚,典型值1V,输出数字量=10000×(VIN/VREF); .AC:模拟地,典型应用中,与DGND(数字地)"一点接地";.INHI:模拟输入正;.INLO:模拟输入负,当模拟信号输入为单端对地时,直接与AC相连.图1 1CL7135时序图2 1CL7135芯片引脚(2)与控制和状态相关的引脚(共12脚).CLKIN:时钟信号输入.当T=80ms时,fcp=125kHz,对50Hz工频干扰有较大抑制能力,此时转换速度为3次/s.极限值fcp=1MHz时,转换速度为25次/s..REFC+:外接参考电容正,典型值1μF..REFC-:外接参考电容负..BUFFO:缓冲放大器输出端,典型外接积分电阻..INTO:积分器输出端,典型外接积分电容..AZIN:自校零端..LOW: 欠量程信号输出端,当输入信号小于量程范围的10%时,该端输出高电平..HIGH:过量程信号输出端,当输入信号超过计数范围(20001)时,该端输出高电平..STOR:数据输出选通信号(负脉冲),宽度为时钟脉冲宽度的一半,每次A/D转换结束时,该端输出5个负脉冲,分别选通由高到低的BCD码数据(5位),该端用于将转换结果打到并行I/O接口. .R/H:自动转换/停顿控制输入.当输入高电平时;每隔40002个时钟脉冲自动启动下一次转换;当输入为低电平时,转换结束后需输入一个大于300ns的正脉冲,才能启动下一次转换..POL:极性信号输出,高电平表示极性为正..BUSY:忙信号输出,高电平有效.正向积分开始时自动变高,反向积分结束时自动变低.(3)与选通和数据输出相关的引脚(共9脚)'.B8～B1:BCD码输出.B8为高位,对应BCD码;.D5:万位选通;.D4～D1:千,百,十,个位选通.ICL7135外接阻容的典型应用如图6所示.由于单片机资源的宝贵,如果采用MCl4433的接口方法,将占用8条以上端口线,下面重点介绍一种利用BUSY信号特点的"转换"方式,大大地减少了对单片机资源的占用.图3 ICL7135典型应用(二)接口与编程ICL7135与MCS-51的连接可参照MCLl4433与处理器连接方法,依次读出万位到个位的BCD 码.本节采用另外一种方法,重点推荐采用计数法进行A/D"转换"的方法.ICL7135与MCS-51连接如图4所示.图4 1CL7135与MCS51连接(1)硬件连接.设MCS-51的外接晶振fosc=6MHz,则ALE输出约为1MHz,将ALE信号输入CD4040的CLK引脚.CD4040是由12个T型触发器组成的串行二进制计数器/分频器,有12个分频输出端,Q1～Q12,最大分频系数为212=4096,由于CD4040的所有输入,输出端都设有缓冲器,所以有较好的噪声容限.CD4040的Q2输出是对ALE进行了22=4分频,故输入ICL7135的时钟为1MHz/4=250kHz,可得TCP=1/250ms=0.004mS,由于一次转换最多需(10001+10000+20001)=40002个脉冲,故转换一次需0.004×40002≈160m s,因此ICL7135的转换速度为6.25次/s.选择这一频率,以牺牲ICL7135抗工频干扰为代价,使MCS-51的16位计数器能一次计数A/D"转换"的CP脉冲数.在满电压输入时,BUSY宽度为正向积分10000个CP脉冲,反向积分20001个CP脉冲(总计30001个CP脉冲).在fosc=6MHz 情况下,8031内部定时频率为6MHz/12=500kHz,比ICL7135时钟频率250kHz大了1倍.在满刻度电压输入时,定时器计数值应为30 001×2=60002,不超过MCS-51的16位计数的最大可计数值(216),故在BUSY高电平期间,计数器计数值除以2,再减去10000(2710H),余数就是被测电压的数值.(2)程序设计.假定将转换的结果(二进制)存放在R3,R2寄存器中,其中R3存放高位.程序清单如下:JB P3.2,$ ;等待BUSY变低(A/D转换结束)MOV TL0,#0MOV THO,#0 ;16位计数器初值清0MOV TMOD,#01H ;TO定时,方式1(16位定时)JNB P3.2,$ ;等待BUSY变高(A/D转换开始)SETB TR0 ;启动定时JB P3.2,$ ;等待A/D结束CLR TR0 ;停定时CLR CMOV A,THORRC A ;高位除以2MOV R3,A ;存高位MOV A,TL0RRC A ;低位除以2MOV R2,A ;存低位CLR CSUBB A,#10H ;低位减10HMOV R2,AMOV A,R3SUBB A,#27H ;高位减27HMOV R3,ARET提示:现在市场上许多常见的4位半数字万用表就是采用类似上述转换芯片图5 UART接口电路图6 UART接口电路图7 典型应用示意图图8 驱动液晶显示器电路图图9 41/2位数的A/D复用共阳极LED显示屏电路图10 ICL7135的8255，80C48接口电路图11 LM311时钟源.jpg图12 ICL7135的MC6800，MCS650X接口电路。

1．ICL7135的引脚功能及主要特性ICL7135是双斜积分式4位半单片A／D转换器，28脚DIP封装。

其引脚功能如下：{1}脚（V－）－5V电源端；{2}脚（VREF）基准电压输入端；{3}脚（AGND）模拟地；{4}脚（INT）积分器输入端，接积分电容；{5}脚（AZ）积分器和比较器反相输入端，接自零电容；{6}脚（BUF）缓冲器输出端，接积分电阻；{7}脚（CREF＋）基准电容正端；{8}脚（CREF－）基准电容负端；{9}脚（IN－）被测信号负输入端；{10}脚（IN＋）被测信号正输入端；{11}脚（V＋）＋5V电源端；{12}、{17}～{20}脚（D1～D5）位扫描输出端；{13}～{16}脚（B1～B4）BCD 码输出端；{21}脚（BUSY）忙状态输出端；{22}脚（CLK）时钟信号输入端；{23}脚（POL）负极性信号输出端；{24}脚（DGND）数字地端；{25}脚（R／H）运行／读数控制端；{26}脚（STR）数据选通输出端；{27}脚（OR）超量程状态输出端；{28}脚（UR）欠量程状态输出端。

TCL7135的主要性能特点为：1）输入阻抗达109Ω以上，对被测电路几乎没有影响；2）自动校零；3）有精确的差分输入电路；4）自动判别信号极性；5）有超、欠压输出信号 6）采用位扫描与BCD码输出。

2．ICL7135与单片机的接口1）电路原理图1是ICL7135与单片机的接口电路。

图中C1、R2是积分元件，C2是自零电容，C3是基准电容；R3、C5组成标准输入滤波网络；R4、C9、D1、D2组成输入过压保护电路；RP1为基准电压调整电位器，可根据要显示的满度值选择基准电压的大小，这里设计为1．0000V，它们的关系是：满度值为基准电压的两倍。

IC4为六反相器，两个反相器组成振荡电路为ICL7135提供时钟信号，振荡频率f＝0．45／（R6×C4）。

ICL7135要求每秒钟至少进行3次A／D转换，每次转换需要40000个时钟脉冲，因此时钟频率应大于120kHz，这里取f＝125kHz。

第１５卷第２期交　通　科　技　与　经　济Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．２２０１３年３月Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　ｉｎ　Ａｒｅａｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｍａｒ．，２０１３基于ＴＬＣ７１３５的数字电压表设计高淑艳（大庆高新技术创业服务中心，黑龙江大庆１６３３１３）摘　要：数字电压表由各种单片Ａ／Ｄ转换器构成，精度是表征数字电压表性能的最基本参量。

以单片机为核心，辅以４位半表头芯片ＴＬＣ７１３５，设计一个４位半精度的精密数字电压表，该数字电压表具有结构简单、编程简洁、占用单片机资源少等优点，在测量领域具有一定的应用价值。

关键词：数字；电压表；Ａ／Ｄ转换器；单片机中图分类号：ＴＮ６１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８－５６９６（２０１３）０２－０１１７－０３Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＴＧＬ７１３５ＧＡＯ　Ｓｈｕ－ｙａｎ（Ｄａｑｉｎｇ　Ｈｉ－ｔｅｃｈ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｄａｑｉｎｇ　１６３３１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐ　Ａ／Ｄ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ．Ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｉｓ　ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｓｔｈｅ　ｃｏｒｅ，ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｂｙ　ｆｏｕｒ　ｈａｌｆ　ｈｅａｄｅｒ　ｃｈｉｐ　ＴＬＣ７１３５Ａｆｏｕｒ　ａｎｄ　ｈａｌｆ　ｂｉｔ　ｓｅｍｉ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｄｉｇｉｔａｌｖｏｌｔｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｗｉｔｈ　ｓｉｍｐｌｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｉｍｐｌｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ａｎｄ　ｆｅｗｅｒ　ｏｃｃｕｐｉｅｄｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｖｅｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ；Ａ／Ｄ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ收稿日期：２０１２－１０－１４作者简介：高淑艳（１９７２－），女，工程师，研究方向：电子工程．１　数字电压表的组成原理数字电压表（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｏｌｔｍｅｔｅｒ，ＤＶＭ）是利用模数（Ａ／Ｄ）转换原理，将被测电压（模拟量）转换为数字量，并将测量结果以数字形式显示出来的一种电子测量仪器。

4位半数字电压表设计摘要随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术和计算机技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，单片机技术作为计算机技术的一个分支广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器，甚至电子玩具等各个领域。

本文介绍一种以89S52单片机为核心的数字电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-〒2000伏，使用LCD1601液晶模块显示，并可以与PC机进行串行通信。

该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。

关键词：电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，数码管显示指导老师签名：第1章前言1第2章系统的原理及框图 4第3章电路设计 63.1 输入电路 63.2 A/D 转换电路 63.2.1 双积A/D 转换器的工作原理 73.2.2 7135的应用3.2.2 7135的应用8 3.3.1 BCD码七段译码驱动器103.4.1 555的结构原理123.4.2 555组成多谐振荡电路13结束语 15参考文献17致谢18附录错误！未定义书签。

附录Ａ数字电压表原理图19附录B 数字电压表PCB图20第1章前言在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被测量，其中电压量的测量最为经常。

而且随着电子技术的发展，更是经常需要测量高精度的电压，所以数字电压表就成为一种必不可少的测量仪器。

数字电压表（Digital V oltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便。

目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。

与此同时，由DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

数字表头芯片ICL7135中文资料(一)ICL7135功能介绍ICL7135是4位双积分A/D转换芯片,可以转换输出±20000个数字量,有STB 选通控制的BCD码输出,与微机接口十分方便.ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换),价格低的优点.其转换速度与时钟频率相关,每个转换周期均有:自校准(调零),正向积分(被测模拟电压积分),反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成,其中自校准时间为10001个脉冲,正向积分时间为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止(最大不超过20001个脉冲).故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数.将计数的脉冲个数减10000,即得到对应的模拟量.图1给出了ICL7135时序,由图可见,当BUSY变高时开始正向积分,反向积分到零时BUSY变低,所以BUSY可以用于控制计数器的启动/停止.图1 1CL7135时序（二）ICL7135引脚图ICL7135为DIP28封装,芯片引脚排列如图2所示图2 1CL7135芯片引脚ICL7135引脚功能及含义如下:(1)与供电及电源相关的引脚(共7脚)V+: ICL7135正电源引入端,典型值+5V,极限值+6V;V -: ICL7135负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;DGND:数字地,ICL7135正,负电源的低电平基准;REF:参考电压输入,REF的地为AGND引脚,典型值1V,输出数字量=10000×(VIN/VREF);AC:模拟地,典型应用中,与DGND(数字地)"一点接地";INHI:模拟输入正;INLO:模拟输入负,当模拟信号输入为单端对地时,直接与AC相连.(2)与控制和状态相关的引脚(共12脚)CLKIN:时钟信号输入.当T=80ms时,fcp=125kHz,对50Hz工频干扰有较大抑制能力,此时转换速度为3次/s.极限值fcp=1MHz时,转换速度为25次/s.REFC+:外接参考电容正,典型值1μF.REFC-:外接参考电容负.BUFFO: 缓冲放大器输出端,典型外接积分电阻.INTO:积分器输出端,典型外接积分电容.AZIN:自校零端.LOW:欠量程信号输出端,当输入信号小于量程范围的10%时,该端输出高电平.HIGH:过量程信号输出端,当输入信号超过计数范围(20001)时,该端输出高电平.STOR:数据输出选通信号(负脉冲),宽度为时钟脉冲宽度的一半,每次A/D转换结束时,该端输出5个负脉冲,分别选通由高到低的BCD码数据(5位),该端用于将转换结果打到并行I/O接口.R/H: 自动转换/停顿控制输入.当输入高电平时;每隔40002个时钟脉冲自动启动下一次转换;当输入为低电平时,转换结束后需输入一个大于300ns的正脉冲,才能启动下一次转换.POL:极性信号输出,高电平表示极性为正.BUSY: 忙信号输出,高电平有效.正向积分开始时自动变高,反向积分结束时自动变低.(3)与选通和数据输出相关的引脚(共9脚)B8～B1:BCD码输出B8为高位,对应BCD码;D5:万位选通;D4～D1: 千,百,十,个位选通.（三）ICL7135主要参数：（四）ICL7135典型应用电路图由于单片机资源的宝贵,如果采用MCl4433的接口方法,将占用8条以上端口线,下面重点介绍一种利用BUSY信号特点的"转换"方式,大大地减少了对单片机资源的占用. ICL7135外接阻容的典型应用如图3所示.图3 ICL7135典型应用（五）ICL7135与单片机的接口电路及编程ICL7135与MCS-51的连接可参照MCLl4433与处理器连接方法,依次读出万位到个位的BCD码.本节采用另外一种方法,重点推荐采用计数法进行A/D"转换"的方法.ICL7135与MCS-51连接如图4所示.图4 1CL7135与MCS51连接(1)硬件连接.设MCS-51的外接晶振fosc=6MHz,则ALE输出约为1MHz,将ALE信号输入CD4040的CLK引脚.CD4040是由12个T型触发器组成的串行二进制计数器/分频器,有12个分频输出端,Q1～Q12,最大分频系数为212=4096,由于CD4040的所有输入,输出端都设有缓冲器,所以有较好的噪声容限.CD4040的Q2输出是对ALE进行了22=4分频,故输入ICL7135的时钟为1MHz/4=250kHz,可得TCP=1/250ms=0.004mS,由于一次转换最多需(10001+10000+20001)=40002个脉冲,故转换一次需0.004×40002≈160ms,因此ICL7135的转换速度为6.25次/s.选择这一频率,以牺牲ICL7135抗工频干扰为代价,使MCS-51的16位计数器能一次计数A/D"转换"的CP脉冲数.在满电压输入时,BUSY宽度为正向积分10000个CP脉冲,反向积分20001个CP脉冲(总计30001个CP脉冲).在fosc=6MHz情况下,8031内部定时频率为6MHz/12=500kHz,比ICL7135时钟频率250kHz大了1倍.在满刻度电压输入时,定时器计数值应为30001×2=60002,不超过MCS-51的16位计数的最大可计数值(216),故在BUSY高电平期间,计数器计数值除以2,再减去10000(2710H),余数就是被测电压的数值.(2)程序设计.假定将转换的结果(二进制)存放在R3,R2寄存器中,其中R3存放高位.程序清单如下:JB P3.2,$ ;等待BUSY变低(A/D转换结束)MOV TL0,#0MOV THO,#0 ;16位计数器初值清0MOV TMOD,#01H ;TO定时,方式1(16位定时) JNB P3.2,$ ;等待BUSY变高(A/D转换开始) SETB TR0 ;启动定时JB P3.2,$ ;等待A/D结束CLR TR0 ;停定时CLR CMOV A,THORRC A ;高位除以2MOV R3,A ;存高位MOV A,TL0RRC A ;低位除以2MOV R2,A ;存低位CLR CSUBB A,#10H ;低位减10HMOV R2,AMOV A,R3SUBB A,#27H ;高位减27HMOV R3,ARET（六）ICL7135应用电路图图5 UART接口电路图6 UART接口电路图7 典型应用示意图图8 驱动液晶显示器电路图4位半的A/D复用共阳极LED显示屏电路图9 41/2位数的A/D复用共阳极LED显示屏电路图10 ICL7135的8255，80C48接口电路ICL7135的MC6800，MCS650X接口电路图12 ICL7135的MC6800，MCS650X接口电路。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊四位半数字电压表【摘要】本文介绍一种数字电压测量电路，该电路采用ICL7135高精度、AD转换电路，将模拟量输入电压变换为数字量，通过芯片74LS47译码显示到数码管上。

此设备的测量范围为直流0 —±2伏。

芯片ICL7135采用双电源供电，而为了我们使用的方便，我们运用74HC04非门芯片制造一个反电势，其可将单电源转化为双电源。

恰好，74HC04与ICL7135同时都需要时钟脉冲的作用才能工作，我们便运用时钟芯片ICM7556组建了一个产生脉冲的震荡电路。

这样，在几大模块的共同工作下，一个高精度的数字电压表就构成了。

【关键词】AD转换；译码；时钟信号；非门芯片┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Four And a Half Digital Voltmeter[Abstract]This article describes a digital voltage measuring circuit, the circuit ICL7135 precision AD conversion circuit, the analog input voltage is converted to digital, digital tube through the chip 74LS47 decoding show. The measuring range of this device for DC 0 - ± 2 volts. Chip ICL7135 a dual power supply and convenient to use, we use 74HC04 NAND gate chip to create a back EMF, the single-supply dual power supply. Exactly, 74HC04 and ICL7135 are at the same time take the role of the clock pulse to work, we use the clock chip the ICM7556 formation of a pulse oscillator circuit. Thus, the joint work of several modules, a high-precision digital voltmeter constitutes.[Key words]AD conversion; decoding; clock signal; NAND gate chip┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章前言 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计内容及要求 (1)第2章系统结构框图及单元电路的设计 (2)2.1系统结构框图 (2)2.2单元电路的设计 (2)2.2.1 AD转换电路 (2)2.2.2负电源生成电路 (4)2.2.3震荡电路 (5)2.2.4译码电路 (6)2.2.5输入滤波电路及负电源组成原理 (7)2.2.6并行位选扫描输出原理 (8)第3章调试要点及测试方法 (9)3.1测试要点 (9)3.2测试方法 (9)第4章结论 (11)4.1调试或焊接过程中出现的错误及解决方案 (11)4.2心得体会 (11)致谢 (12)参考文献 (13)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章前言1.1设计目的1、理论与实践相结合，设计四位半数字电压表。

单片机四位半数字电压表程序摘要：1.单片机四位半数字电压表的原理2.程序设计方法3.程序实现步骤4.程序应用实例正文：1.单片机四位半数字电压表的原理单片机四位半数字电压表是一种基于微处理器的数字电压表，它可以测量并显示输入电压的大小。

其主要原理是通过模拟- 数字转换器（ADC）将输入的模拟电压信号转换为数字信号，然后通过单片机进行处理并在显示器上显示。

四位半数字表示电压表可以显示最大值为9999，最小值为0.0001，测量精度较高。

2.程序设计方法设计单片机四位半数字电压表程序时，需要先确定硬件电路，包括电源、模拟- 数字转换器、显示器等部分。

接下来，根据硬件电路设计软件程序，主要包括以下几个步骤：（1）初始化：设置单片机的工作模式，初始化定时器、中断、ADC 等模块。

（2）读取电压值：使用ADC 模块将输入电压信号转换为数字值，并进行模数转换。

（3）程序处理：对读取到的电压值进行处理，如放大、滤波等，以提高测量精度。

（4）显示电压值：将处理后的电压值显示在显示器上。

3.程序实现步骤以下是一个简单的单片机四位半数字电压表程序实现步骤：（1）设置单片机工作模式：初始化单片机，设置工作模式，初始化定时器、中断、ADC 等模块。

（2）读取电压值：使用ADC 模块对输入电压信号进行模数转换，得到数字电压值。

（3）程序处理：对读取到的电压值进行处理，如放大、滤波等，以提高测量精度。

（4）显示电压值：将处理后的电压值显示在显示器上。

4.程序应用实例以下是一个简单的单片机四位半数字电压表程序应用实例：假设我们使用STC89C52 作为单片机，ADC0804 作为模拟- 数字转换器，12864 液晶显示器作为显示器。

（1）初始化：设置单片机工作模式，初始化定时器、中断、ADC 等模块。

（2）读取电压值：使用ADC 模块对输入电压信号进行模数转换，得到数字电压值。

（3）程序处理：对读取到的电压值进行处理，如放大、滤波等，以提高测量精度。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊214位数字电压表[摘要] 随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术和计算机技术的发展，电子测量成为广大电子工作者必须掌握的手段，对测量的精度和功能的要求也越来越高，单片机技术作为计算机技术的一个分支广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器，甚至电子玩具等各个领域。

本文介绍一种以89S52单片机为核心的数字电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD1601液晶模块显示，并可以与PC机进行串行通信。

该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。

[关键字]四倍半数字电压表；多谐振荡器；数码显示管；译码器；驱动器┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Four And a Half Digital V oltmeter[Abstract]As the voltage the table design the electronic science and technology, and sensing technology, automatic control technology and computer technology development, an electronic survey become the workers must acquire the means of electronics, precision measurement and functional requirements are higher and higher monolithic integrated circuits as computer technology have a wide application in industry, intellectualized instruments, household appliances and electronic toys and other areas. this article introduced a monolithic integrated circuits 89s52 the numbers measure the voltage electrical circuit used icl7135 high precision, two points a d transforming circuit, a direct measurement range of 0 - ± 1.9999 and lcd1601 use l cd modules, and in the pc to the serial communication.[Key words]four half the number word electric voltage formMany Xies flap to concuss a machine The figures shows a tubeTranslate a code machine Actuator┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章前言 (1)1.1 数字电压表的特点及发展趋势 (1)1.1.1数字电压表的特点 (1)1.1.2数字电压表的发展趋势 (2)1.2 设计要求及方案选择 (3)1.2.1设计要求 (3)1.2.2方案选择 (3)第2章数字电压表单元电路设计 (4)2.1 A/D转换单元电路设计 (4)2.1.1 A/D转换器ICL7135的功能介绍 (4)2.1.2 A/D转换电路设计 (4)2.2 时钟产生单元电路设计 (6)2.2.1 ICM7556功能介绍 (6)2.2.2 ICM7556组成的多谐振荡器 (7)2.3 驱动及译码显示单元电路 (9)2.3.3显示电路设计 (10)2.4 电源单元电路设计 (11)2.4.1正电源电路设计 (11)2.4.2负电源电路设计 (11)第3章调试要点及测试方法 (13)3.1 调试要点及测试方法 (13)3.2 故障及排除 (13)第4章设计总结 (14)4.1 设计总结 (14)4.2 设计心得 (14)参考文献 (15)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章前言电压表在随着电子科学技术、传感技术、自动控制技术和计算机的发展电阻、电压、电流等数值的测量变得越来越常见其中电压的测量最为常见。

ICL7135数字表芯片中文资料时间：2009-11 -07 14:55:50 来源：资料室作者：编号:1254 更新日期20110228 071526（一）ICL7135芯片介绍ICI7135是4位双积分A/D转换芯片，可以转换输岀士20000个数字量，有STB选通控制的BCD码输岀，与微机接口十分方便.ICL7135具有精度高（相当于14位A/D转换），价格低的优点.其转换速度与时钟频率相关，每个转换周期均有：自校准（调零）,正向积分（被测模拟电压积分）,反向积分（基准电压积分）和过零检测四个阶段组成，其中自校准时间为10001个脉冲，正向积分时间为10000个脉冲，反向积分直至电压到零为止（最大不超过20001个脉冲）.故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数.将计数的脉冲个数减10000,即得到对应的模拟量.图1给岀了ICL7135时序，由图可见，当BUSY变高时开始正向积分，反向积分到零时BUSY变低，所以BUSY 可以用于控制计数器的启动/停止.ICL7135为DIP28封装，芯片引脚排列如图2所示，引脚功能及含义如下：（1）与供电及电源相关的引脚（共7脚）.-V:ICL7135 负电源引入端,典型值-5V,极限值-9V;.+V:ICL7135正电源引入端,典型值+5V,极限值+6V;.DGND:数字地,ICL7135正，负电源的低电平基准；.REF:参考电压输入，REF的地为AGNDJI脚,典型值1V,输岀数字量=10000X （VIN/VREF）;.AC:模拟地，典型应用中，与DGND数字地）"一点接地";.INHI:模拟输入正；.INLO:模拟输入负，当模拟信号输入为单端对地时，直接与AC相连.图1 1CL7135时序⑵与控制和状态相关的引脚（共12脚）.CLKIN:时钟信号输入.当T=80ms时,fcp=125kHz,对50Hz工频干扰有较大抑制能力，此时转换速度为3次/s.极限值fcp=1MHz时,转换速度为25次/s..REFC+:外接参考电容正，典型值1 11 F..REFC-:外接参考电容负..BUFFO:缓冲放大器输岀端，典型外接积分电阻..INTO:积分器输岀端，典型外接积分电容..AZIN:自校零端.丄0W:欠量程信号输岀端，当输入信号小于量程围的10%寸,该端输岀高电平..HIGH:过量程信号输岀端，当输入信号超过计数围（20001）时,该端输岀高电平..STOR:数据输岀选通信号（负脉冲）,宽度为时钟脉冲宽度的一半，每次A/D转换结束时，该端输岀5个负脉冲，分别选通由高到低的BCD码数据（5位），该端用于将转换结果打到并行I/O接口..R/H:自动转换/停顿控制输入.当输入高电平时；每隔40002个时钟脉冲自动启动下一次转换;当输入为低电平时，转换结束后需输入一个大于300ns的正脉冲，才能启动下一次转换..POL:极性信号输出，高电平表示极性为正..BUSY:忙信号输岀，高电平有效.正向积分开始时自动变高，反向积分结束时自动变低.（3）与选通和数据输岀相关的 引脚（共9脚）' .B8〜B1:BCD 码输岀.B8为高位，对应BCD 码; .D5:万位选通；.D4〜D1:千,百,十，个位选通. ICL7135外接阻容的典型应用如图6所示.由于单片机资源的宝贵，如果采用MCI4433的接口方法，将占用8条以上端口线，下面重点介绍一种利用 BUSY 言号特点的“转换"方式,大减少了对单片机资源的占用.图3 ICL7135典型应用（二）接口与编程ICL7135与MCS-51的连接可参照 MCLI4433与处理器连接方法，依次读岀万位到个位的BCD 码.本节采用另外一种方法,重点推荐采用计数法进行 A/D"转换“的方法.ICL7135与MCS-51连接如图4所示.图 4 1CL7135 与 MCS51 连接⑴硬件连接.设MCS-51的外接晶振fosc=6MHz,则ALE 输岀约为1MHz,将ALE 信号输入 CD4040的CLK 引脚.CD4040 是由12个T 型触发器组成的串行二进制计数器 /分频器，有12个分频输岀端，Q1〜Q12,最大分频系数为 212=4096,由于CD4040的所有输入，输岀端都设有缓冲器，所以有较好的噪声容限.CD4040的Q2输岀是对ALE 进行了 22=4分频, 故输入ICL7135的时钟为1MHz/4=250kHz,可得TCP=1/250ms=0.004mS,由于一次转换最多需（10001+10000+20001）=40002 个脉冲，故转换一次需 0.004 X 40002~ 160ms,因此 ICL7135 的转换速度为 6.25 次/s. 选择这一频率，以牺牲ICL7135抗工频干扰为代价，使MCS-51的16位计数器能一次计数A/D"转换"的CP 脉冲数.在满电压输入时，BUSY 宽度为正向积分 10000个CP 脉冲，反向积分20001个CP 脉冲（总计30001个CP 脉冲）.在ACDGNDINHTIWLOBUFFOREFC+-REFC-CLKTM匸厂IgF+ i vQ ___ 1CL7135-V REFINTO A2IN BLTFO REPC + D5RETA IN HlDGNDINLOAC2J ,近2220 19 jj227? 1£T T1CL7J35REF AZINs LOOk-VH-_1I wr、丿O.lptFCLK RSIQJO QU Q12fosc=6MHz情况下，8031部定时频率为6MHz/12=500kHz,比ICL7135时钟频率250kHz大了1倍.在满刻度电压输入时，定时器计数值应为30 001 X 2=60002,不超过MCS-51的16位计数的最大可计数值（216）,故在BUSY高电平期间，计数器计数值除以2,再减去10000（2710H）,余数就是被测电压的数值.⑵程序设计.假定将转换的结果（二进制）存放在R3,R2寄存器中，其中R3存放高位. 程序清单如下：JB P3.2,$ ; 等待BUSY变低（A/D转换结束）MOV TL0,#0MOV THO,#0 ;16位计数器初值清0MOV TMOD,#01H ;TO定时，方式1（16位定时）JNB P3.2,$ ; 等待BUSY变高（A/D转换开始）SETB TR0 ;启动定时JB P3.2,$ ; 等待A/D结束CLR TR0 ;停定时CLR CMOV A,THORRC A ;高位除以2MOV R3,A ;存高位MOV A,TL0RRC A ;低位除以2MOV R2,A ;存低位CLR CSUBB A,#10H ;低位减10HMOV R2,AMOV A,R3SUBB A,#27H ;高位减27HMOV R3,ARET提示：现在市场上许多常见的4位半数字万用表就是采用类似上述转换芯片TBR3 4 5 6EPEDRT8RL1Y 2¥ 3Y74C1571A 2A 3AHon-一总ENABLEIQ 2D 3&D4 D3 D2 D1 B1 B2 BS05ICL71S5c.aLdarSTROBERUKfl4OLbBjsr—1+5WTl_■—wv-o10QpF 10K图5 UART 接口电路SERIAL OUTPUT TO RECEIVING UARTIRQ LJA.RT EPE IM6402/3FBRLTBR2~3~~~7~BNO 图6 UART 接口电路 V REF IN 100kii 窝 ---------- ■MArX— u !.-4ru F HTtiAHALOG _ GNP°‘ F "iBfSIGNAL INPUT 0 CLOCK IN420 kMetooha1HK 〒O.lpFI M F =^~ l ；L7135DC图7典型应用示意图ov1SEVEMSEG. DECODEAMODEDRIVER TRANSIS7C-SS*涵引A 1,'2 Dicrr LCD DISPLAY IN IT OUT 0.47pF «iW euFour l^0k£lREF ANALOGCOMMON REF■TOETAGEANALOG OND 100 kG RC1 RC2 IHPDTLO 10 IQDkflINPUT 帖疋 …r c»----------"，歹_H -SV --- INPUT HI OR 27 kzfCL7135 UR STROBE FL'H DIG GND POL CLOCK 須一 BUSY 01 20 D2 18■ ,. X 28 SEGMENTS DI 0412Q-(C = JREAWNG5 SEC-------- Y CLOCK INBACKPLANE能卩 ICM7211A31 D1t1： 12 05 D41613 BB 2.3.J«3E 17^!D15OPTK-NMCAPACITOR/7T772ft Si3 7 Bfl A5 V-O5C 3EV4 1图8驱动液晶显示器电路图GJkn ICL 呦騒 RC1 iOOKR.C1INPUT LCH12SIGNAL INPUT ANALOG GNO S 5VV REF 3Q TOTW ]n-出 onm_IT 27LI* LArtf100k£l = 1CL7135ORiSQiJSTROBER/HDIG <3NDPOLCLOCKBUSY1SAW47KREFANALOG COMM GIN INT OUT 躯INBUF OUT— A— B —£ —W<—D— E F e 1862C RC NETWORK图9 4 1/2位数的A/D 复用共阳极 LED 显示屏电路EN" -”74C16T召 强1B 2B 3B S 1A 2A3AB2B1 01ICt7155 十02 RUW/HOLD STROBED3D4PAO PA1 PAJPA^ S25S (MODEn PA4 PA5 PA6 F>47STB A PBOIOC 43 SOM)SOBS,ETC.图 10 ICL7135 的 8255 , 80C48 接口电路 图11 LM311时钟源.jpg05閃 B4 B2B1Di ICL71i5 02RUM/HOLD STROBE03D4PA0 PM PA21 B 20 3 B « 1A 2A 3A呗3PA4 PA5 PA6PA 7174C1S7 SH UJ A 口MC^e^OMC680XQRMC5660XCA1 CA2图 12 ICL7135 的 MC680Q MCS650煨口电路。

一、概述、特点7135是采用CMOS工艺制作的单片4 1/2位A/D转换器，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。

7135主要特点如下：1 在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作。

2 在±2000字（2V满量程）范围内，保证转换精度±1字。

3 具有自动极性转换功能。

4 输出电流典型值1PA。

5 所有输出端和TTL电路相容。

6 有过量程（OR)和欠量程（UR)标志信号输出，可用作自动量程转换的控制信号。

7 输出为动态扫描BCD码。

8 对外提供六个输入,输出控制信号(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于数字电压表外,还能与异步接收 /发送器,微处理器或其它控制电路连接使用。

9 采用28外引线双列直插式封装，外引线功能端排列如图所示。

各外引线功能端文字符号说明如下：V- ——负电源端，V——外接基准电压输入端， AGND——模拟地， INT——积分器输出，外接积分电容（Cint)端，AZ——外接调零电容（Caz)端， BUF——缓冲器输出，外接积分电阻（Rint)端， Rr+、Rr-——外接基准电压电容（Cr)端，INTO、INHI——被测电压（低、高）输入端，V+——正电源端， D5、D4、D3、D2、D1——位扫描选通信号输出端，其中D5（MSD）对应万位数选通，其余依次为D4、D3、D2、D1（LSD，个位）， B8、B4、B2、B1——BCD码输出端，采用动态扫描方式输出， BUST——指示积分器处于积分状态的标志信号输出端，CLK——时钟信号输入端，DGNG——数字电路接地端，R/H——转换/保持控制信号输入端，ST——选通信号输出端，主要用作外部寄存器存放转换结果的选通控制信号，OR——过量程信号输出端，UR——欠量程信号输出端。

在电路内部，CLK和R/H两个输入端上分别设置了非门和场效应管的输入电路，以保证该两端在悬空时为高电平。

一绪论国内外数字电子进展概况数字技术是当前进展最快的学科之一，数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路（SSI）进展到目前的中、大规模集成电路（MSI、LSI）及超大规模集成电（VLSI）。

相应地，数字逻辑电路的设计方式在不断地演变和进展，由原先的单一的硬件逻辑设计进展成三个分支，即硬件逻辑设计（中、小规模集成器件）、软件逻辑设计（软件组装的LSI和VSI，如微处置器、单片机等）及兼有二者优势的专用集成电路（ASIC）设计。

在电量的测量中，电压，电流和频率是最大体的三个被测量，其中电压量的测量最为常常。

而且随着电子技术的进展，更是常常需要测量高精度的电压，因此数字电压表成为一种必不可少的测量仪器。

而且，有各类单片A/D转换器组成的数字电压表，已被普遍应用于电子及电工测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域，示出壮大的生命力。

与此同时，由DVM扩展而成的各类通用及专业数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

目前数字电子技术已经普遍地应用于运算机，自动操纵，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。

例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。

随着集成技术的进展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的进展，数字电子技术的应用范围将会更普遍地渗透到国民经济的各个部门，并将产生愈来愈深刻的阻碍。

电子技术专门是数字电子技术进展迅速，大大推动了信息技术的进展，电子技术的新理论、新器件、新技术不断显现，对咱们学生的能力提出更高的要求。

随着电子科学技术的飞速进展，技术的进展对科学技术、国民经济和国防各领域的日趋深切的阻碍和渗透。

单纯从技术开发能力来讲，国内与国外差距并非大。

从事手持设备应用系统开发的有关专家以为，中国的工科学生即便是一般大学的毕业生在技术素养上也不比国外同行差，所欠缺的只是实践体会，只要略加培训即可。

但同时也指出，由于中国制造商推出的产品技术含量低，价钱低，因此利润很薄，结果就没有更多力量弄开发，于是又加倍无法提高技术含量，要想进展就必需第一冲破这一怪圈。