MCS-51高精度A/D接口電路--ICL7135
ICL7135具有±20000個(gè)數(shù)的分辨率，而且有BCD碼和STB選通信號(hào)輸出，與微機(jī)接口十分方便，因此有很多文章介紹ICL7135作為微機(jī)的高精度A/D接口電路。本文與其他文章不同之處是利用ICL7135的“busy”輸出信號(hào)與單片機(jī)MCS-51銜接。
在小型化儀表中，應(yīng)該以最少的元件完成盡可能多的任務(wù)，8031需外接EPROM，剩下的16個(gè)I/O口是十分寶貴的。如果利用ICL7135的BCD碼和STB選通信號(hào)就要占5個(gè)I/O口，而利用ICL7135的“busy”端，只要一個(gè)I/O和8031內(nèi)部的一個(gè)定時(shí)器就可以把ICL7135的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)。
為了便于讀者理解，首先介紹ICL7135的“busy”端的功能。ICL7135是以雙積分方式進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的電路。每個(gè)轉(zhuǎn)換周期分為三個(gè)階段：
1.自動(dòng)調(diào)零階段
2.被測(cè)電壓積分階段
3.對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行反積分階段

以輸入電壓Vx為例，其積分器輸出端（ICL7135的4腳）的波形如圖6所示。“busy”輸出端（ICL7135的21腳）高電平的寬度等于積分和反積分時(shí)間之和。ICL7135內(nèi)部規(guī)定積分時(shí)間固定為10001個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)間，反積分時(shí)間長(zhǎng)度與被測(cè)電壓的大小成比例。如果利用單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器對(duì)ICL7135的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，利用“busy”作為計(jì)數(shù)器門(mén)控信號(hào)，控制計(jì)數(shù)器只能在busy為高電平時(shí)計(jì)數(shù)，將這段busy高電平時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的內(nèi)容減去10001，其余數(shù)便等于被測(cè)電壓的數(shù)值。

圖7 定時(shí)器T0在MODE1時(shí)，其長(zhǎng)度為16位
圖7是MCS-51定時(shí)器的邏輯框圖，如果把T0規(guī)定為模式1定時(shí)器方式。定時(shí)器控制端（8031的12腳）接ICL7135的“busy”端。這樣就能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器由“busy”控制對(duì)單片機(jī)1/12時(shí)鐘頻率的計(jì)數(shù)要求。

圖8 ICL7135與8031的接口電路
圖8是ICL7135與單片機(jī)MCS-51通過(guò)“busy”接口的電路圖。若8031的時(shí)鐘采用6MHz晶體，在不執(zhí)行MOVX指令的情況下，ALE是穩(wěn)定的1MHz頻率，經(jīng)過(guò)4分頻可得到250kHz的穩(wěn)定頻率，傳給ICL7135時(shí)鐘輸入端，使ICL7135的轉(zhuǎn)換速率為每秒6.25次，選取這一轉(zhuǎn)換速率，一方面照顧ICL7135A/D轉(zhuǎn)換的精度，另一方面為了盡量少占用8031的資源。定時(shí)器為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值65535。在6.25次/秒轉(zhuǎn)換速率條件下，滿度電壓輸入時(shí)，busy寬度為30001個(gè)時(shí)鐘脈沖。再結(jié)合圖4.5-1和2可知，8031內(nèi)部定時(shí)器的輸入頻率是500kHz，比ICL7135的時(shí)鐘頻率（250kHz）高1倍，在滿度電壓輸入時(shí)，定時(shí)器計(jì)數(shù)值為30001x2=60002。不超過(guò)定時(shí)器最大值。在“busy”高電平期間定時(shí)器的數(shù)值除以2，再減去10001，余數(shù)便是被測(cè)電壓的數(shù)值。具體程序如下：

?MCS-51單片機(jī)的編程應(yīng)用范例