ICL7107簡(jiǎn)介

　　ICL7107是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路。它包含31/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)調(diào)零功能等。

　　ICL7107的基本特點(diǎn)

　　1、ICL7107是31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMoS大規(guī)模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100uV，轉(zhuǎn)換精度為0.05士1個(gè)字。

　　2、能直接驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線路簡(jiǎn)化，采用士5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN。

　　3、在芯片內(nèi)部從V+與COM之間有一個(gè)穩(wěn)定性很高的2.8V基準(zhǔn)電源，通過電阻分壓器可獲得所需的基準(zhǔn)電壓VREF。

　　4、能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)極性顯示功能。

　　5、輸入阻抗高，對(duì)輸入信號(hào)無(wú)衰減作用。

　　6、整機(jī)組裝方便，無(wú)需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽(yáng)極數(shù)碼管，就能構(gòu)成一只直流數(shù)字電壓表頭。

　　7、噪音低，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長(zhǎng)。

　　8、芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。

　　9、不設(shè)有一專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。使用時(shí)可將LED共陽(yáng)極數(shù)數(shù)碼管公共陽(yáng)極接V+.

　　10、可以方便的進(jìn)行功能檢查。

　　ICL7107引腳及功能介紹

　　V+和V-分別為電源的正極和負(fù)極，

　　au-gu，aT-gT，aH-gH：分別為個(gè)位、十位、百位筆畫的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次接個(gè)位、十位、百位LED顯示器的相應(yīng)筆畫電極。

　　Bck：千位筆畫驅(qū)動(dòng)信號(hào)。接千位LEO顯示器的相應(yīng)的筆畫電極。

　　PM：液晶顯示器背面公共電極的驅(qū)動(dòng)端，簡(jiǎn)稱背電極。

　　Oscl-OSc3：時(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體組成的振蕩器。第38腳至第40腳電容量的選擇是根據(jù)下列公式來(lái)決定：Fosl=0.45/RC

　　COM：模擬信號(hào)公共端，簡(jiǎn)稱“模擬地”，使用時(shí)一般與輸入信號(hào)的負(fù)端以及基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連。

　　TEST：測(cè)試端，該端經(jīng)過500歐姆電阻接至邏輯電路的公共地，故也稱“邏輯地”或“數(shù)字地”。

　　VREF+VREF-：基準(zhǔn)電壓正負(fù)端。

　　CREF：外接基準(zhǔn)電容端。

　　INT：27是一個(gè)積分電容器，必須選擇溫度系數(shù)小不致使積分器的輸入電壓產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的元件

　　IN+和IN-：模擬量輸入端，分別接輸入信號(hào)的正端和負(fù)端。

　　AZ：積分器和比較器的反向輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容CAz。如果應(yīng)用在200mV滿刻度的場(chǎng)合是使0.47μF，而2V滿刻度是0.047μF。

　　BUF：緩沖放大器輸出端，接積分電阻Rint。其輸出級(jí)的無(wú)功電流（idlingcurrent）是100μA，而緩沖器與積分器能夠供給20μA的驅(qū)動(dòng)電流，從此腳接一個(gè)Rint至積分電容器，其值在滿刻度200mV時(shí)選用47K，而2V滿刻度則使用470K。

　　ICL7107主要參數(shù)

　　ICL7107的工作原理

　　雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器。它通過對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔，然后利用脈沖時(shí)間間隔，進(jìn)而得出相應(yīng)的數(shù)字性輸出。

　　它包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器，控制邏輯和時(shí)鐘信號(hào)源。積分器是A/D轉(zhuǎn)換器的心臟，在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，積分器先后對(duì)輸入信號(hào)電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號(hào)與零電平進(jìn)行比較，比較的結(jié)果作為數(shù)字電路的控制信一號(hào)。

　　時(shí)鐘信號(hào)源的標(biāo)準(zhǔn)周期Tc作為測(cè)量時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。它是由內(nèi)部的兩個(gè)反向器以及外部的RC組成的。

　　計(jì)數(shù)器對(duì)反向積分過程的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)?？刂七壿嫲ǚ诸l器、譯碼器、相位驅(qū)動(dòng)器、控制器和鎖存器。分頻器用來(lái)對(duì)時(shí)鐘脈沖逐漸分頻，得到所需的計(jì)數(shù)脈沖fc和共陽(yáng)極LED數(shù)碼管公共電極所需的方波信號(hào)fc。

　　譯碼器為BCD-7段譯碼器，將計(jì)數(shù)器的BCD碼譯成LED數(shù)碼管七段筆畫組成數(shù)字的相應(yīng)編碼。驅(qū)動(dòng)器是將譯碼器輸出對(duì)應(yīng)于共陽(yáng)極數(shù)碼管七段筆畫的邏輯電平變成驅(qū)動(dòng)相應(yīng)筆畫的方波。

　　控制器的作用有三個(gè)：第一，識(shí)別積分器的工作狀態(tài)，適時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，使各模擬開關(guān)接通或斷開，A/D轉(zhuǎn)換器能循環(huán)進(jìn)行。第二，識(shí)別輸入電壓極性，控制LED數(shù)碼管的負(fù)號(hào)顯示。第二，當(dāng)輸入電壓超量限時(shí)發(fā)出溢出信號(hào)，使千位顯示“1“，其余碼全部熄滅。

　　釣鎖存器用來(lái)存放A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，鎖存器的輸出經(jīng)譯碼器后驅(qū)動(dòng)LED。它的每個(gè)測(cè)量周期自動(dòng)調(diào)零（AZ）、信號(hào)積分（INT）和反向積分（DE）三個(gè)階段。

　　ICL7107應(yīng)用中的幾個(gè)實(shí)際問題及相應(yīng)措施

　　負(fù)電源產(chǎn)生電路ICL7107和系統(tǒng)中的其它芯片需在一個(gè)正電源、一個(gè)負(fù)電源，即雙電源的條件下工作．產(chǎn)生負(fù)電源的方法有多種，但往往需要單設(shè)一套裝置．對(duì)于本系統(tǒng)，因ICL7107已包括有振蕩電路，故只須從中引出振蕩信號(hào)，經(jīng)F隔離緩沖，由F2；F3.F4、F5.F5驅(qū)動(dòng)，經(jīng)C1.C2、D1、D2：倍壓整流，即可得所需的負(fù)電源，其原理電路如圖2所示：

　　為保整機(jī)電路工作的可靠性，驅(qū)動(dòng)電流應(yīng)較大，驅(qū)動(dòng)門要多．用CC4069芯片，內(nèi)有6個(gè)非門，用其中的一個(gè)非門隔離，其余5個(gè)非門并聯(lián)驅(qū)動(dòng)．因ICL7107振蕩頻率很高，故C，無(wú)須選得很大，這里選用1．5uf無(wú)極性電容．DnDz的工作電流不大，可用一般小功率整流管，如IN4001（IA／50V）．C：為電解電容器，這里可取lOOuf，因負(fù)電壓為一5V，一般的電解電容耐壓均大于6．3V，所以對(duì)C：的耐壓無(wú)特殊要求．附CC4069的引腳排列如圖3所示．

　　為保整機(jī)電路工作的可靠性，驅(qū)動(dòng)電流應(yīng)較大，驅(qū)動(dòng)門要多．用CC4069芯片，內(nèi)有6個(gè)非門，用其中的一個(gè)非門隔離，其余5個(gè)非門并聯(lián)驅(qū)動(dòng)．因ICL7107振蕩頻率很高，故C，無(wú)須選得很大，這里選用1．5uf無(wú)極性電容．DnDz的工作電流不大，可用一般小功率整流管，如IN4001（IA／50V）．C：為電解電容器，這里可取lOOuf，因負(fù)電壓為一5V，一般的電解電容耐壓均大于6．3V，所以對(duì)C：的耐壓無(wú)特殊要求．附CC4069的引腳排列如圖3所示．

　　因?yàn)镮CL7107輸出有個(gè)位、十位、百位、千位，個(gè)位、十位、百位都有七段筆劃信號(hào)的輸出，千位只有一段筆劃信號(hào)的輸出，所以可使用三片74LS244，個(gè)位、十位各用一片，百位、千位共用一片，其中百位占用七個(gè)緩沖器，千位占用一個(gè)緩沖器，百位和千位正好共用一片74LS244中的八個(gè)緩沖器。

　　段碼～BcD碼的轉(zhuǎn)換為了對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換和運(yùn)算的方便，需將ICL7167輸出的三位半段碼轉(zhuǎn)換為BCD碼，段碼與BCD碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：0~40H，l～79H，2～24H3～30H，4～19H，5～12H，6~02H，7~78H，8~00H，9～18H．據(jù)此對(duì)應(yīng)關(guān)系，而編制出相應(yīng)程序，由軟件實(shí)現(xiàn)段碼到BCD碼的轉(zhuǎn)換

　　ICL7107芯片在微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　在智能多點(diǎn)溫度檢測(cè)儀中，我們選用ICLT107芯片完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果交給計(jì)算機(jī)進(jìn)行了進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理．其整機(jī)硬件原理電如圖5所示：·

　　圖中CD4051為八選一多路開關(guān)，D4042為時(shí)鐘控制鎖存器．CD4051的通道選擇端A、B、c由數(shù)據(jù)線D。～D來(lái)控制。在未選下一通道前，須保持前一個(gè)輸入狀態(tài)不變，所以我們選用了帶有4D鎖存器的D4042，利用其中三個(gè)D觸發(fā)器來(lái)鎖存cpu數(shù)據(jù)總線選通時(shí)刻的狀態(tài)．74LS138為三～八譯碼器．多路開關(guān)即D4042及三個(gè)三態(tài)緩沖器74LS244需由74LS138選通74LS32為負(fù)與非門，即或門芯片．為避免模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出對(duì)cpu內(nèi)部數(shù)據(jù)的影響，即只有當(dāng)cpu的10PQ=0時(shí)才允許電路輸出數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)，故在74LS138的控制選通允許端G前加一或門，即負(fù)與非門，本電路中只用了74LS32中的一個(gè)負(fù)與非門．

　　依據(jù)上述原理電路圖，我們簡(jiǎn)述一下電路的整個(gè)工作過程；

　?、儆?jì)算機(jī)的地址總線輸出信號(hào)（A～A）使譯碼器74LS138輸給多路開關(guān)的選通器D4042一個(gè)負(fù)脈y。．由計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線通過置000～11l八種狀態(tài)中的任一個(gè)狀態(tài)，D4042將其鎖存，直到y(tǒng)。端下一個(gè)負(fù)脈沖的到來(lái)。其間，困D4042輸出端連接在CD4051多路開關(guān)二進(jìn)制控制輸入端c，B，A上，隨c、B、A在0∞～111中所處的狀態(tài)即可選通八通道中的一個(gè)相應(yīng)的通道。

　　②輸入的模擬信號(hào)加到ICLT107模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片上，軟件控制延時(shí)250ms，其間進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

　　③轉(zhuǎn)換結(jié)束后，由計(jì)算機(jī)的地址總線輸出信號(hào)（A：～A），使譯碼器74LS138依次輸出負(fù)脈沖y，，yz，ya，從而依次選通三片74LS244緩沖器，將干百位、十位、個(gè)位的段碼依次通過數(shù)據(jù)總線送存計(jì)算機(jī)．

　?、芡ㄟ^軟件編程，將段碼變成BCD碼，再通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行有關(guān)的運(yùn)算和變換，進(jìn)而顯示該通道的溫度．

　?、菀来芜x通不同的通道，循環(huán)顯示各通道的溫度．