ICL7107簡介

　　ICL7107是一塊應用非常廣泛的集成電路。它包含31/2位數字A/D轉換器，可直接驅動LED數碼管，內部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅動、自動調零功能等。

　　ICL7107的基本特點

　　1、ICL7107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。

　　2、能直接驅動共陽極LED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。

　　4、能通過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）。

　　9、不設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。

　　ICL7107引腳及功能介紹

　　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

　　ICL7107的工作原理

　　雙積分型A/D轉換器ICL7107是一種間接A/D轉換器。它通過對輸入模擬電壓和參考電壓分別進行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時間間隔，然后利用脈沖時間間隔，進而得出相應的數字性輸出。

　　它包括積分器、比較器、計數器，控制邏輯和時鐘信號源。積分器是A/D轉換器的心臟，在一個測量周期內，積分器先后對輸入信號電壓和基準電壓進行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號與零電平進行比較，比較的結果作為數字電路的控制信一號。

　　時鐘信號源的標準周期Tc作為測量時間間隔的標準時間。它是由內部的兩個反向器以及外部的RC組成的。

　　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。

　　ICL7107應用中的幾個實際問題及相應措施

　　負電源產生電路ICL7107和系統中的其它芯片需在一個正電源、一個負電源，即雙電源的條件下工作．產生負電源的方法有多種，但往往需要單設一套裝置．對于本系統，因ICL7107已包括有振蕩電路，故只須從中引出振蕩信號，經F隔離緩沖，由F2；F3.F4、F5.F5驅動，經C1.C2、D1、D2：倍壓整流，即可得所需的負電源，其原理電路如圖2所示：

　　為保整機電路工作的可靠性，驅動電流應較大，驅動門要多．用CC4069芯片，內有6個非門，用其中的一個非門隔離，其余5個非門并聯驅動．因ICL7107振蕩頻率很高，故C，無須選得很大，這里選用1．5uf無極性電容．DnDz的工作電流不大，可用一般小功率整流管，如IN4001（IA／50V）．C：為電解電容器，這里可取lOOuf，因負電壓為一5V，一般的電解電容耐壓均大于6．3V，所以對C：的耐壓無特殊要求．附CC4069的引腳排列如圖3所示．

　　為保整機電路工作的可靠性，驅動電流應較大，驅動門要多．用CC4069芯片，內有6個非門，用其中的一個非門隔離，其余5個非門并聯驅動．因ICL7107振蕩頻率很高，故C，無須選得很大，這里選用1．5uf無極性電容．DnDz的工作電流不大，可用一般小功率整流管，如IN4001（IA／50V）．C：為電解電容器，這里可取lOOuf，因負電壓為一5V，一般的電解電容耐壓均大于6．3V，所以對C：的耐壓無特殊要求．附CC4069的引腳排列如圖3所示．

　　因為ICL7107輸出有個位、十位、百位、千位，個位、十位、百位都有七段筆劃信號的輸出，千位只有一段筆劃信號的輸出，所以可使用三片74LS244，個位、十位各用一片，百位、千位共用一片，其中百位占用七個緩沖器，千位占用一個緩沖器，百位和千位正好共用一片74LS244中的八個緩沖器。

　　段碼～BcD碼的轉換為了對模數轉換后的數據進行變換和運算的方便，需將ICL7167輸出的三位半段碼轉換為BCD碼，段碼與BCD碼的對應關系如下：0~40H，l～79H，2～24H3～30H，4～19H，5～12H，6~02H，7~78H，8~00H，9～18H．據此對應關系，而編制出相應程序，由軟件實現段碼到BCD碼的轉換

　　ICL7107芯片在微機檢測系統中的應用

　　在智能多點溫度檢測儀中，我們選用ICLT107芯片完成模數轉換，并將轉換結果交給計算機進行了進一步的數據處理．其整機硬件原理電如圖5所示：·

　　圖中CD4051為八選一多路開關，D4042為時鐘控制鎖存器．CD4051的通道選擇端A、B、c由數據線D。～D來控制。在未選下一通道前，須保持前一個輸入狀態不變，所以我們選用了帶有4D鎖存器的D4042，利用其中三個D觸發器來鎖存cpu數據總線選通時刻的狀態．74LS138為三～八譯碼器．多路開關即D4042及三個三態緩沖器74LS244需由74LS138選通74LS32為負與非門，即或門芯片．為避免模數轉換器的輸出對cpu內部數據的影響，即只有當cpu的10PQ=0時才允許電路輸出數據到計算機，故在74LS138的控制選通允許端G前加一或門，即負與非門，本電路中只用了74LS32中的一個負與非門．

　　依據上述原理電路圖，我們簡述一下電路的整個工作過程；

　　①計算機的地址總線輸出信號（A～A）使譯碼器74LS138輸給多路開關的選通器D4042一個負脈y。．由計算機的數據總線通過置000～11l八種狀態中的任一個狀態，D4042將其鎖存，直到y。端下一個負脈沖的到來。其間，困D4042輸出端連接在CD4051多路開關二進制控制輸入端c，B，A上，隨c、B、A在0∞～111中所處的狀態即可選通八通道中的一個相應的通道。

　　②輸入的模擬信號加到ICLT107模數轉換芯片上，軟件控制延時250ms，其間進行模數轉換。

　　③轉換結束后，由計算機的地址總線輸出信號（A：～A），使譯碼器74LS138依次輸出負脈沖y，，yz，ya，從而依次選通三片74LS244緩沖器，將干百位、十位、個位的段碼依次通過數據總線送存計算機．

　　④通過軟件編程，將段碼變成BCD碼，再通過計算機進行有關的運算和變換，進而顯示該通道的溫度．

　　⑤依次選通不同的通道，循環顯示各通道的溫度．