7135 A/D转换器原理与应用

一、概述、特点

7135是采用CMOS工艺制作的单片4 1/2位A/D转换器，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。

7135主要特点如下：

1 在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作。
2 在±2000字（2V满量程）范围内，保证转换精度±1字。
3 具有自动极性转换功能。
4 输出电流典型值1PA。
5 所有输出端和TTL电路相容。
6 有过量程（OR)和欠量程（UR)标志信号输出，可用作自动量程转换的控制信号。
7 输出为动态扫描BCD码。
8 对外提供六个输入,输出控制信号(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于数字电压表外,还能与异步接收 /发送器,微处理器或其它控制电路连接使用。
9 采用28外引线双列直插式封装，外引线功能端排列如图所示。



各外引线功能端文字符号说明如下：

V- ——负电源端，
REFERENCE —外接基准电压输入端，
ANALOG COMMON——模拟地，
INT——积分器输出，外接积分电容（Cint)端，
AZ——外接调零电容（Caz)端，
BUFF——缓冲器输出，外接积分电阻（Rint)端，
Rr+、Rr-——外接基准电压电容（Cr)端，
INLO、INHI——被测电压（低、高）输入端，
V+——正电源端，
D5、D4、D3、D2、D1——位扫描选通信号输出端，其中D5（MSD）对应万位数选通，其余依次为D4、D3、D2、D1（LSD，个位），
B8、B4、B2、B1——BCD码输出端，采用动态扫描方式输出，
BUST——指示积分器处于积分状态的标志信号输出端，
CLK——时钟信号输入端，
DGNG——数字电路接地端，
R/H——转换/保持控制信号输入端，
ST——选通信号输出端，主要用作外部寄存器存放转换结果的选通控制信号，
OR——过量程信号输出端，
UR——欠量程信号输出端。

在电路内部，CLK和R/H两个输入端上分别设置了非门和场效应管的输入电路，以保证该两端在悬空时为高电平。
V+ = +5V，V- =-5V，TA=25℃，时钟频率为120KHz时，每秒可转换3次。
功耗：1000mW（MAX）；电源电压：V+：+6V（MAX）；V-：-6V（MAX）

二、7135数字部分

数字部分主要由计数器、锁存器、多路开关及控制逻辑电路等组成。7135一次A/D转换周期分为四个阶段：1、自动调零（AZ）；2、被测电压积分（INT）；3、基准电压反积分（DE）；4、积分回零（ZI）。具体内部转换过程这里不做祥解，主要介绍引脚的使用。

1、R/H（25脚）
当R/H=“1”（该端悬空时为“1”）时，7135处于连续转换状态，每40002个时钟周期完成一次A/D转换。若R/H由“1”变“0”，则 7135在完成本次A/D转换后进入保持状态，此时输出为最后一次转换结果，不受输入电压变化的影响。因此利用R/H端的功能可以使数据有保持功能。若把 R/H端用作启动功能时，只要在该端输入一个正脉冲（宽度》300NS），转换器就从AZ阶段开始进行A/D转换。注意：第一次转换周期中的AZ阶段时间为9001-10001个时钟脉冲，这是由于启动脉冲和内部计数器状态不同步造成的。

2、/ST（26脚）
每次A/D转换周期结束后，ST端都输出5个负脉冲，其输出时间对应在每个周期开始时的5个位选信号正脉冲的中间，ST负脉冲宽度等于1/2时钟周期，第一个ST负脉冲在上次转换周期结束后101个时钟周期产生。因为每个选信号（D5--D1）的正脉冲宽度为200个时钟周期（*只有AZ和DE阶段开始时的第一个D5的脉冲宽度为201个CLK周期），所以ST负脉冲之间相隔也是200个时钟周期。需要注意的是，若上一周期为保持状态（R/H=“0”）则 ST无脉冲信号输出。
ST信号主要用来控制将转换结果向外部锁存器、UARTs或微处理器进行传送。

3、BUSY（21脚）
在双积分阶段（INT+DE），BUSY为高电平，其余时为低电平。因此利用BUSY功能，可以实现A/D转换结果的远距离双线传送，其还原方法是将BUSY和CLK“与”后来计数器，再减去10001就可得到原来的转换结果。

4、OR（27脚）
当输入电压超出量程范围（20000），OR将会变高。该信号在BUSY信号结束时变高。在DE阶段开始时变低。

5、UR（28脚）
当输入电压等于或低于满量程的9%（读数为1800），则一当BUST信号结束，UR将会变高。该信号在INT阶段开始时变低。

6、POL（23脚）
该信号用来指示输入电压的极性。当输入电压为正，则POL等于“1”，反之则等于“0”。该信号DE阶段开始时变化，并维持一个A/D转换调期。

7、位驱动信号D5、D4、D3、D2、D1（12、17、18、19、20脚）
每一位驱动信号分别输出一个正脉冲信号，脉冲宽度为200个时钟周期，其中D5对应万位选通，以下依次为千、百、十、个位。在正常输入情况下，D5-- D1输出连续脉冲。当输入电压过量程时，D5--D1在AZ阶段开始时只分别输出一个脉冲，然后都处于低电平，直至DE阶段开始时才输出连续脉冲。利用这个特性，可使得显示器件在过程时产生一亮一暗的直观现象。
                                
8、B8、B4、B2、B1（16、15、14、13脚）
该四端为转换结果BCD码输出，采用动态扫描输出方式，即当位选信号D5=“1”时，该四端的信号为万位数的内容，D4=“1”时为千位数内容，其余依次类推。在个、十、百、千四位数的内容输出时，BCD码范围为0000--1001，对于万位数只有0和1两种状态，所以其输出的BCD码为“0000”和 “0001”。当输入电压过量程时，各位数输出全部为零，这一点在使用时应注意。

最后还要说明一点，由于数字部分以DGNG端作为接地端，所以所有输出端输出电平以DGNG作为相对参考点。

基准电压，基准电压的输入必须对于模拟公共端COM是正电压。