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图2 基准电压电路 传统的ICL7135表头很多是使用4MHz晶振经CD4060分频获得125kHz频率，BCD输出用74LS48之类译码，最后再用三极管或达林顿驱动器驱动数码管，电路复杂不说，成本还高。既然要使用单片机，那么就要让其完成所有功能。STC10F04XE是增强型的8051单片机，拥有4kB的ROM，512B的RAM，5kB的EEPROM以及独立波特率发生器， IO口可设置为多种输出模式；可以实现时钟信号、数据读取、数码管驱动、状态指示、按键控制和串口通信等全部功能。其引脚定义如图3所示。
图3 STC10F04XE引脚图 考虑程序的复杂度，决定采用比较简单的读取BCD方式采集ICL7135数据。以前我也尝试使用Busy信号来采集数据，但并不成功，所以这次并不打算采用这种方式。ICL7135输出数据有5位数字，D5-D1端按顺序分别输出高电平脉冲进行不间断的扫描。B8、B4、B2、B1端输出当前位的BCD值。当一次正常的数据转换结束后，D5-D1重新开始不断扫描（超量程时不是）。每次数据转换后的D5-D1的第一遍扫描过程中的每个脉冲的中间，  脉冲。该脉冲能帮助及时采集ADC结果，防止重复采集，简化程序。上述过程的时序如图4所示。
图4 数字扫描和 将BCD输出端和D1-D4按顺序连接在单片机的P0口（D5悬空即可），用于采集ICL7135数据， 端接到单片机中断0端（P3.2）。单片机的P1.0口是独立波特率发生器的可编程输出时钟端口，用该端口输出稳定的时钟信号给ICL7135。为了良好的抑制50Hz工频干扰，ICL7135的信号积分阶段周期应是工频周期的整数倍，信号积分阶段周期为10000个时钟周期，则最佳时钟频率=50×10000/N，N为整数。所以可选的时钟频率可为100kHz、125kHz等。STC10F04XE是1T单片机，所以可以选择4MHz、6Mhz等较低频率的晶振以减小功耗和干扰，但选择晶振频率要注意保证P1.0口能输出所需的时钟频率。使用6MHz的晶振能产生100kHz、120kHz、125kHz等多种频率，但4MHz晶振无法产生120kHz等频率。本来我是想选择4MHz晶振的，但是考虑到程序中要能设定多种时钟频率，所以最终使用了6MHz晶振。为了能够直接驱动数码管和8个LED，所以选择了这种IO口可设为推挽输出的单片机。数码管各段需要用电阻限流，以防烧坏数码管和单片机。ICL7135的其余端口根据PCB布线的方便性接在单片机的不同IO口上，在P4.0口设置一轻触开关，同时单片机引出串口、中断1、部分IO口以供通信、控制之用。ICL7135通常需要±5V供电，提供双电源实在是不方便，所以采用手册推荐的ICL7660电荷泵负压电路，简单稳定。供电电路还额外增加了AMS1117-5.0稳压芯片，除使用5V外还可以使用6V-15V电压供电，扩展了供电范围，同时还设计了超压保护和反接保护电路，以保护芯片安全。不要小看这个超压保护和反接保护，在平时做一些实验调试时，各种线会很多很乱，各种电压也会有很多，接错线是很正常的事，如果没有这些保护，接错的后果往往很严重。我在修改测试这个表头的过程中，就有过将13V电源误接入5V供电输入上，幸好当时没偷懒，保护电路也焊上了，不然芯片肯定不保了。 (责任编辑：admin) |
