ICL7135的串行采集方式在单片机电压表中的应用

[09-12 17:48:30]   来源:http://www.88dzw.com  单片机学习   阅读:8797

文章摘要:而ICL7135的串行接法是通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果的。由其时序分析可知,在Deintegrate(去积分)相,其脉冲数与转换结果具有一一对应关系。实际上,可以通过单片机(例如ATMEL公司的51系列单片机AT89C52)的定时器T0(也可以使用定时器T1)来计脉冲器。由于,定时器T0所用的CLK频率是系统晶振频率的1/12。因此可利用单片机(AT89C52)的ALE信号作为ICL7135的脉冲(CLK)输入。但要注意,在软件设计编程中,若指令中不出现MOVX指令,ALE端产生的脉冲频率将是晶振的1/6。至此,便可找到定时器所使用的频率与单片机系统晶振频率的关系,以及ICL7135

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而ICL7135的串行接法是通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果的。由其时序分析可知,在Deintegrate(去积分)相,其脉冲数与转换结果具有一一对应关系。

实际上,可以通过单片机(例如ATMEL公司的51系列单片机AT89C52)的定时器T0(也可以使用定时器T1)来计脉冲器。由于,定时器T0所用的CLK频率是系统晶振频率的1/12。因此可利用单片机(AT89C52)的ALE信号作为ICL7135的脉冲(CLK)输入。但要注意,在软件设计编程中,若指令中不出现MOVX指令,ALE端产生的脉冲频率将是晶振的1/6。至此,便可找到定时器所使用的频率与单片机系统晶振频率的关系,以及ICL7135所需的频率输入与单片机系统晶振频率的关系。

为了使定时器T0的计数脉冲的ICL7135工作所需的脉冲同步,可以将ICL7135的BUSY信号接至AT89C52的P3.2(INT0)引脚上,并且将定时器T0的选通控制信号GATE倍1。此时定时器T0是否工作将受BUSY信号的控制。由上述时序图可知,当ICL7135开始工作时,即在积分波形的Signal-Integrate相开始时,也就是ICL7135的BUSY信号跳高时,定时器T0才开始工作,且定时器T0的TH0、TL0所记录的数据与ICL7135的测试脉冲(从积分波形的Signal-Integrate相开始时Deintegrate相结束这一区域内的脉冲称为测量脉冲)存在一定的比例关系。其系统连接图如图3所示。

在这种情况下,由于定时器T0和ICL7135所用的时钟不是同一路。因此,应当找到定时器T0所记录的数据和测量脉冲之间的某种比例关系。其比例关系如下:

Ftime=Fosc/12

Fale=Fosc/6

Freal=Fosc/24

Ficl=Fale/N

其中,Fosc为系统晶振频率;Ftime为定时器所用频率;Fale为单片机ALE输出的频率;Freal为ICL7135的测量脉冲频率;Ficl为ICL7135所用的输入频率,该频率可通过Dale分频得到。N为分频比,该系统中N应选为4。

图4 ICL7135A/D转换器与系统的连接图

由上述频率之间的比率关系可知,AT98C52的定时器T0所用的频率是ICL7135的测量脉冲频率的两倍。因此,定时器T0所记录的脉冲数也是ICL7135的测量脉冲的两倍。图中,分频数可根据ICL7135的要求和单片机的时钟频率来选择。在这里,提倡使用四分频,这样可使定时器T0在对测量脉冲计数时不会溢出。若使用4以上的分频数,则需在软件上作一下改进。

要得到测量脉冲的个数,只需将定时器所记录的脉冲个数除以2即可。而要得到A/D转换结果所对应的脉冲数则应用测量脉冲的个数减去10001。这些转换通常可通过软件完成,因此非常简单。通过A/D转换结果所对应的脉冲数可得到被测的模拟量。通过对串行方式的讨论可以看出:使用这种方法可以不再使用8255芯片来扩展口线。其优点是占用口线少,能节省系统的硬件资源,提高系统的抗干扰能力,不用添加任何扩展口线器件,从而使系统的成本得到降低。

3 基于单片机系统的电压表设计

3.1 系统的硬件

图4所示是单片机电压表系统中ICL7135与单片机系统的典型连接示意图。图中,单片机系统的晶振为6MHz,单片机的ALE信号频率为1MHz;考虑到系统连接方面和单片机ALE信号频率范围等因素,笔者取ICL7135的输入频率为ALE信号的四分频,即选用125kHz。这样选用的好处是T0定时器在对测量脉冲计数时不会产生溢出。

3.2 系统的软件设计

ICL7135A/D与单片机连接电路的软件设计系统的程序流程图如图5所示。

该软件流程图由三部分组成。其中转换子程序是在主程序中调用的,目的是为了不占用很长的中断时间。T0计数器设定为方式1、定时状态、选通控制设为“1”。故TMOD控制字设置为“05H”。由于T0计数器用的是系统的晶振频率,因此与设定为计数状态效果一样。

4 结束语

ICL7135的串行方式在实践中的应用效果很好。与并行方式相比,其突出的优点是结构简单、程序简洁、占用单片机的资源少、可提高抗干扰能力,同时可提高仪器的检测可靠性,并且可在不添加任何扩展口线器件的情况下使系统的成本得到降低。




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