ICL7107是一種能直接驅動數碼管顯示器的3音位單片A／D轉換器．用它組裝成韻各種數字化電壓表和電流表，具有外圍元件少．接線簡單、成本低廉等優點，配上不同的傳感器后，可用于測量溫度、壓力、流量等非電量。為了擴大ICL7107A／D轉換器的功能，如將數據打印出來，利用其數據進行各種控制，就必須將7107輸出筆劃信號通過反譯碼器CH294轉換成BCD碼。

　　轉換器ICL7107功能與特點

　?、買CL7107是31/2位雙積分型A/D轉換器，屬于CMoS大規模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100uV，轉換精度為0.05士1個字。

　?、谀苤苯域寗庸碴枠OLED數碼管，不需要另加驅動器件，使整機線路簡化，采用士5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN。

　　③在芯片內部從V+與COM之間有一個穩定性很高的2.8V基準電源，通過電阻分壓器可獲得所需的基準電壓VREF。

　?、苣芡ㄟ^內部的模擬開關實現自動調零和自動極性顯示功能。⑤輸入阻抗高，對輸入信號無衰減作用。

　　⑥整機組裝方便，無需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽極數碼管，就能構成一只直流數字電壓表頭。

　　⑦噪音低，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長。⑧芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。

　?、岵辉O有一專門的小數點驅動信號。使用時可將LED共陽極數數碼管公共陽極接V+.⑩可以方便的進行功能檢查。

　　圖1ICL7107的引腳圖及典型電路。

　?。?）ICL7107引腳功能及主要電氣參數V＋和V-分別為電源的正極和負極，

　　au-gu，aT-gT，aH-gH：分別為個位、十位、百位筆畫的驅動信號，依次接個位、十位、百位LED顯示器的相應筆畫電極。

　　Bck：千位筆畫驅動信號。接千位LEO顯示器的相應的筆畫電極。PM：液晶顯示器背面公共電極的驅動端，簡稱背電極。

　　Oscl-OSc3：時鐘振蕩器的引出端，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下列公式來決定：Fosl=0.45/RC

　　COM：模擬信號公共端，簡稱“模擬地”，使用時一般與輸入信號的負端以及基準電壓的負極相連。TEST：測試端，該端經過500歐姆電阻接至邏輯電路的公共地，故也稱“邏輯地”或“數字地”。VREF＋VREF-：基準電壓正負端。CREF：外接基準電容端。

　　INT：27是一個積分電容器，必須選擇溫度系數小不致使積分器的輸入電壓產生漂移現象的元件IN＋和IN-：模擬量輸入端，分別接輸入信號的正端和負端。

　　AZ：積分器和比較器的反向輸入端，接自動調零電容CAz。如果應用在200mV滿刻度的場合是使用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。其輸出級的無功電流（idlingcurrent）是100μA，而緩沖器與積分器能夠供給20μA的驅動電流，從此腳接一個Rint至積分電容器，其值在滿刻度200mV時選用47K，而2V滿刻度則使用470K。ICL7107主要參數：電源電壓

　　ICL7107V+toGND6V溫度范圍0℃to70℃

　　ICL7107V-toGND-9V熱電阻PDIP封裝qJA（℃/W）50MQFP封裝80

　　模擬輸入電壓V+toV-最大結溫150℃參考輸入電壓V+toV-最高儲存溫度范圍-65℃to150℃時鐘輸入GNDtoV+

　　其振蕩周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC。

　　ICL7107工作原理

　　計數器對反向積分過程的時鐘脈沖進行計數。控制邏輯包括分頻器、譯碼器、相位驅動器、控制器和鎖存器。

　　分頻器用來對時鐘脈沖逐漸分頻，得到所需的計數脈沖fc和共陽極LED數碼管公共電極所需的方波信號fc。

　　譯碼器為BCD-7段譯碼器，將計數器的BCD碼譯成LED數碼管七段筆畫組成數字的相應編碼。驅動器是將譯碼器輸出對應于共陽極數碼管七段筆畫的邏輯電平變成驅動相應筆畫的方波。

　　控制器的作用有三個：第一，識別積分器的工作狀態，適時發出控制信號，使各模擬開關接通或斷開，A/D轉換器能循環進行。第二，識別輸入電壓極性，控制LED數碼管的負號顯示。第二，當輸入電壓超量限時發出溢出信號，使千位顯示“1“，其余碼全部熄滅。

　　釣鎖存器用來存放A/D轉換的結果，鎖存器的輸出經譯碼器后驅動LED。它的每個測量周期自動調零（AZ）、信號積分（INT）和反向積分（DE）三個階段。第一階段：自動調零階段AZ

　　轉換開始前（轉換控制信號VL=0），先將計時器清零，并接通開關S0，使積分電容C完全放電。第二階段：信號積分INT

　　令開關S1合到輸入信號V1一側，積分器對V1進行固定時間Tl的積分，積分結果為：

　　上式說明，在Tl固定條件下V0與Vl成正比。第三階段：反向積分DE

　　令開關S1轉至參考電壓VREF一側，積分器反向積分。如果積分器的輸出電壓上升至必零時，所經過的積分時間T2則可得，故可得到，

　　可見，反向積分到V0=0這段時間T2與Vl成正比。令時鐘脈沖CD的周期為Tc，計數扔器在T2時間內計數值為N得：T2=NTc代入上式得：

　　分析可知：T1，Tc，VREF固定不變，計數值N僅與VIN成正比，實現了模擬量到數字量的轉變。下面介紹A/D轉化過程的時間分配。假設時鐘脈沖頻率為40KHz，每個周期為4000Tc，如圖3所示，每個測量周期中三個階段工作自動循環。

　　圖3雙積分型A/D轉換器的電壓波形圖各階段時間分配如下

　?、傩盘柗e分時間Tl用1000Tc。

　?、谛盘柗聪蚍e分時間T2用0一2000Tc，這段時間的長短是由VIN的大小決定的。③自動調零時間T0用1000－3000Tc。

　　從上面的分析可知，Tl侍定不變的，但T2隨VIN的大小而改變。因為，

　　選基準電壓VRFF=100.0mv。

　　ICL7107A／D轉換器的應用

　　1．用ICL7107組成DVMIUL7107組成的DVM線路圖如圖4所錄。

　　圖示為200m，V滿量程、每秒3次讀數的基本DV。輸入低端IN一可與COM短接而浮地工作，也可以與GND短接而共地l工作。

　　由手采用TLED顯示，亮度大、讀數清楚，不存在視角問題。但是LED功耗較大，每筆需要5mA左右的驅動電流，若3}位全部筆劃都點亮，則需100mA以上的電流逸就是說，7107需要吸收100mA的電流，這十電流流過芯片將產生相當于200roW的功耗。用7107構成的儀表，功耗大，且需要±5V兩組電源（也可用單電源+5V工作），不宜用千電池供電。所以，7107適合于組裝用市電供電的要求讀數亮度大的儀器儀表。

　　2．ICL7107在智能化儀表中的應用因ICL7107只能直接驅動顯示器的筆劃信號，又無BCD碼數據信號，因而不能直接驅動打印機和數控系統，也無法與計算機聯接構成各種智能化儀表。為了克服這一缺點，我們使用了CH294反譯碼器，．它能把筆劃信號譯成BCD碼。

　　CH294采用三態輸出形式，具有TTL的驅動能力，所以CH29，1輸出的BCD碼可以直接供打印機打印，亦可作為數控系統和智能儀器的控制信號。由于，具有三態功能，CH294的輸出可以直接掛在單片機的數據總線上，將并行的數據變成串行數據送入單片機進行處理?，F以ICL7107在智能微歐計的應用為例，說明其如何與單片機連接。具體框圖見圖5。

　?。?）智能微歐計的簡單原理。從圖4中可以看出，被測電阻Rx通過電阻／電壓轉換電路轉變為毫伏級的電壓信號，談信號經可編程放大器放大~JA／D轉換器的規范值，然后由A／D轉換器對模擬信號進行量化，變成單片機所能接受的數字量，單片機則根據人們的需要進行各種處理。由于采用了單片機，因此可充分利用軟件編程技巧及其運行速度快的特點，對運放的零漂、A／D非線性等進行校正，從而得到滿意的結果，克服了普通徽歐計的單一性和局限性，并且提高了測量的精確度。

　?。?）ICL7~07與單片機的接口電路：MCS一5l系列單片機是高檔的8位機，在自動控制和智能儀器儀表方面是比較理想的單_片機。下面以8o31為鍘說明ICL7107在智能轍歐計中的應角，其實際的接口電路如圖6所示。

　　因為ICL7107通過cH29，1反譯碼器后，其輸出為三態輸出的BCD碼數據信號，所以可以直接與單片機的Po口相連。這一特點在實際應用中特別方便，也可以節約更多的I／On線。由于輸出是BCD碼，所以也可以直接連到8031的I／O口上，或是連N8031的擴展J／On。在該系統中，還是與相連為最簡單和最方便。從圖6可以看出，該接口電路較以往的A／D接日簡單，且能直接顯示，無須顯示程序，所以編程和控制均較容易實現，這里不再贅述了。

　　圖6左邊部分為CH~94與直接驅動發光二極管顯示器的ICLfi07的連接。ICL7107直接驅動共陽極發光二極管顯示器，所以反碼0驅動筆劃點亮，因此CH294的輸入適應端BP應接在V+電平上。STO并成總的存入控制端。ENA為位驅動信號，A／D轉換的個、十、百位輸出的筆劃與CH294的輸入直接相連。對千位的CH294來說，b段不論是零還是l都發蠢，所以b應接GND的0”，g段應接V+姆“1”CH294的a、d、e，f應接一信號。