【正文】 9 等）中， ICL7135 與其余幾種有所不同，它是一種四位半的雙積分 A/D 圖 32雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器 的波形 轉(zhuǎn)換器，具有精度高（精度相當(dāng)于 14 位二進(jìn)制數(shù)）、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 主要構(gòu)造 （ 的 組成及各集成電路功能介紹） AD 轉(zhuǎn)換電路主要由 ICL713 LM31 TL43 LM35 74LS74 等芯片及其它器件構(gòu)成。 設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 39 頁 圖 33AD轉(zhuǎn)換電路原理圖 1． ICL7135 的應(yīng)用 [11]（沒有應(yīng)用） ICL7135 引腳如 34 所示 設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 39 頁 34 ICL7135引腳圖 ICL7135 是采用 CMOS 工藝制作的單片 4 位 半 A/D 轉(zhuǎn)換器， 其所轉(zhuǎn)換的數(shù)字值以多工掃描的方式輸出， 只要附加譯碼器，數(shù)碼顯示器，驅(qū)動器及電阻電容等元件，就可組成一個滿量程為 5V的數(shù)字電壓表。 在 20200 字（ 2V滿量程）范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)換精度 1 字 相當(dāng)于 14bitA/D 轉(zhuǎn)換器 。能在但極性參考電壓下對雙極性模擬輸入電壓進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，模擬電壓的范圍為 0～177。 ，輸入電阻極高， 輸 入 電流典型值 1PA。 （ OR）和欠量程（ UR）標(biāo)志信號輸出，可用作自動量程轉(zhuǎn)換的控制信號。 ,輸出控制信號 (R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于數(shù)字電壓表外 ,還能與異步接收 /發(fā)送器 ,微處理器或其它控制電路連接使用。 (2)ICL7135 數(shù)字部分 數(shù)字部分主要由計數(shù)器、鎖存器、多路開關(guān)及控制邏輯電路等組成。 設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 共 39 頁 (a)R/H（ 25腳）當(dāng) R/H=“1” （該端懸空時為 “1” ）時， ICL7135 處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每 40002 個時鐘周期完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換 ，圖 35 所示。因此利用 R/H 端的功能可以使數(shù)據(jù)有保持功能。注意：第一次轉(zhuǎn)換周期中的 AZ 階段時間為 900110001 個時鐘脈沖 ， 這是由于啟動脈沖和內(nèi)部計數(shù)器狀態(tài)不同步造成的。 第一個 ST 負(fù)脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后 101 個時鐘周期產(chǎn)生。需要注意的是，若上一周期為保持狀態(tài)（ R/H=“0” ）則 ST無脈沖信號輸出。 (c)BUSY（ 21腳）在雙積分階段（ INT+DE）， BUSY 為高電平，其余時為低電平。 (d)OR（ 27 腳）當(dāng)輸入電壓超出量程范圍（ 20200）， OR將會變高。在 DE 階段開始時變低。該信號在 INT 階段開始時變低。當(dāng)輸入電壓為正，則 POL 等于“1” ，反之則等于 “0” 。 (g)位驅(qū)動信號 D D D D D1（ 1 1 1 1 20腳）每一位驅(qū)動信號分別輸出一個正脈沖信號，脈沖寬度為 200 個時鐘周期，其中 D5 對應(yīng)萬位選通，以下依次為千、百、十、個位。當(dāng)輸入電壓過量程時， D5D1 在 AZ階段開始時只分別輸出一個脈沖，然后都處于低電平，直至 DE階段開始時才輸出連續(xù)脈沖。 (h)B B B B1（ 1 1 1 13 腳）該四端為轉(zhuǎn)換結(jié)果 BCD碼輸出，采用動態(tài)掃描輸出方式，即當(dāng)位選信號 D5=“1” 時，該四端的信號為萬位數(shù)的內(nèi)容， D4=“1”時為千位數(shù)內(nèi)容，其余依次類推。當(dāng)輸入電壓過量程時，各位數(shù)輸出全部為零，這一點在使用時應(yīng)注意?；鶞?zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓的輸入必須對 于模擬公共端 COM 是正電壓。國內(nèi)和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的一類串連集成穩(wěn)壓器。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。LM317 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。LM317 能夠有許多特殊的用法。當(dāng)然還要避免輸出端短路。 LM317 塑料封裝外殼如圖 36 所示。 （ 2）保證 輸出電流。 （ 4）典型負(fù)載調(diào)整率 %。 （ 6）輸出短路保護(hù)。 （ 8）調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。 （ 10） 至 37V 連續(xù)可調(diào)。這些單片集成電路電壓基準(zhǔn)如同低溫度系數(shù)齊納管一樣運行，通過 2個外部電阻可從 Vref 編程至 36V。這些 基準(zhǔn)的特性使他們能在數(shù)字電壓表、電源和運放電路等許多應(yīng)用中 代替齊納二極管。由于 TL431,A、 B 工作方式為并聯(lián)穩(wěn)壓器，所以可以用作正壓或負(fù)壓參考。 設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 共 39 頁 圖 37塑料封裝外殼及符號 管腳 （ 1） 可編程輸出電壓，達(dá) 36V。 （ 3） 低動態(tài)輸出阻抗，典型為 歐姆 。 （ 5） 典型值為 50PPM/攝氏度的等效全范圍溫度系數(shù) 。 （ 7） 低輸出噪聲電壓 。在需要非標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的電路中它可作為參考電壓。在每一項上述應(yīng)用中在各種工作電流和負(fù)載電容情況下保持器件的穩(wěn)定性相當(dāng)關(guān)鍵。然而這些曲線僅提供在指 定陰極電壓和指定負(fù)載條件下的穩(wěn)定性信息。 設(shè)計說明書（論文） 第 17 頁 共 39 頁 圖 38穩(wěn)定性邊界條件 [3]的功能介紹 LM358 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運算放大器， 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與 電源電壓無關(guān)。 LM358 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式 和貼片式，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 39 所示。 (2) 直流電壓增益高 (約 100dB) 。 (4) 電源電壓范圍寬：單電源 (3— 30V)；雙電源 (177。 15V) 。 (6) 低輸入偏流。 (8) 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 [9]功能介紹 設(shè)計說明書（論文） 第 19 頁 共 39 頁 74LS74 是一個邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路 器件，每個器件中包含兩個相同的、相互獨立的邊沿觸發(fā) D觸發(fā)器電路模塊 。 31074LS74內(nèi)部邏輯圖 控制部分的設(shè)計 STC89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) [8] 結(jié)構(gòu) 框圖 STC89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 311。 STC89C51 的引腳 P00～ P0 P10～ P1 P20～ P2 P30～ P37為四個 8 位并行輸入 /輸出口，其中 P3 口、 P0口、 P2 口為雙功能口，可以作為普通輸入 /輸出口（第一功能），也可以作為特殊輸入 /輸出口。 STC89C51 單片機(jī) 最小 系統(tǒng) [7] 最小系統(tǒng)包括單片機(jī)的基本供電、時鐘電路和復(fù)位電路。 STC89C51 單片允許的時鐘頻率的典型值 12MHZ，也可以是 6MHZ。單片機(jī)時鐘電路圖如圖 313 圖 313 單片機(jī)時鐘電路 圖 313 中晶振頻率選擇 12MHZ。當(dāng)單片機(jī)加電以后延遲約 10ms 的時間振蕩器起振產(chǎn)生時鐘，不受軟件控制（ XTAL2 輸出幅度為 3V左右的正弦波。單片機(jī)的復(fù)位引腳是 RST，當(dāng)振蕩器起振圖 312 STC89C51引腳 圖 設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 共 39 頁 后，該引腳上出現(xiàn) 2個周期的高電平，是器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平，單片機(jī)保持復(fù)位狀態(tài)。 圖 314 上電復(fù)位電路 圖 315 上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位 注： RST與 Vss之間的那個電阻在 NMOS型單片機(jī)種需要接，但是在 CMOS型單片機(jī)中不接 。 單片機(jī)最小系統(tǒng)連接原理圖 本設(shè)計的 STC89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 [6]如圖 316 圖 316 STC89C51最小系統(tǒng)連接原理圖 （ 說明外界元器件的值以及作用 ） 。數(shù)碼管的 abcdefg接單片機(jī)的 I/O口 ，控制 （ 0或 1）來控制 LED數(shù)碼管的字型。對于數(shù)碼管的 COM腳（共陽數(shù)碼管）應(yīng)接高電平（即“ 1”），在此次設(shè)計中用 9012PNP 型三極管來控制三極管的導(dǎo)通，關(guān)斷來控制 COM 端的高低電平，而控制三極管的導(dǎo)通，關(guān) 斷是由三極管的基極接單片機(jī) I/O 口（ ）來控制的。若 送低電平 1，三極管 T1 則關(guān)斷，數(shù)碼管即滅。 LED 顯 示器接口原理 [6] LED（ Light Emitting Diode） 是發(fā)光二極管的縮寫。 LED 顯示器在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。每一個段對應(yīng)一個發(fā)光二極管。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連結(jié)在一起，通常此公共陰極接地。同樣，共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極連結(jié)在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為低電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示 [11]。 7段發(fā)光二極管，再加上一個小數(shù)點位，共計 8 段。各段與字節(jié)中的各位對應(yīng)的關(guān)系如表 31。 表 32 8段 LED顯示器部分字型碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3FH C0H 6 7DH 82H 1 06H F9H 7 07H F8H 2 5BH A4H 8 7FH 80H 3 4FH B0H 9 6FH 90H 4 66H 99H “滅” 00H 88H 5 6DH 92H ? ? ? 注：段碼是相對的，它由個字段在字節(jié)中所處的位決定。 顯示器工作 原理