ICL7135芯片是应用于温控系统中的关键元件,其属于高精度的双积分A/D转换器,由英国集成电路公司(Intersil)生产。在现代检测技术中,温度检测的精度要求越来越严格,因此,ICL7135芯片因其高精度、高稳定性和可靠性而被广泛使用。
ICL7135的主要特性包括能够转换输出+20000个数字量,并提供6个输入/输出控制信号,如RUN/HOLD、BUSY、STB、POL、OVR、UNR。它支持与多种电子设备,包括异步接收/发送器、微处理器或其他控制电路的连接使用。其精确度相当于14位A/D转换器,具有双极性高阻抗差动输入、自动调零、自动极性、超量程判断,并且输出动态扫描BCD码,同时保持低成本。
双积分A/D转换芯片的转换速度依赖于时钟频率,其转换周期包含自校准(调零)、正向积分(被测模拟电压积分)、反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段。自校准时间为10001个脉冲,正向积分为10000个脉冲,反向积分直至电压到零为止,最多不超过20001个脉冲。因此,从正向积分开始计数脉冲个数,到反向积分为零时停止计数,减去10000后得到的脉冲数即为对应的模拟量。
ICL7135采用DIP28封装,提供了28个引脚用于电路连接。设计硬件电路时,需考虑到高精度的电路元件选择,例如,在本设计中使用了千分之一精度的电阻和高性能的CBB电容。使用ICL7135芯片的温控系统中,主要涉及到的硬件电路设计是双恒流源三线式铂电阻接口电路。在此电路中,两个1.25mA的电流源分别施加给铂电阻和精度为千分之一的电阻以及各自的导线。通过使用由U1C构成的39倍差分放大电路,实现了温度在0~100℃变化时,导线的分压被消除,并且差分放大器放大了Pt100阻值变化的分压。
ICL7135与单片机接口设计中,本设计采用了ATmega16单片机,并利用BUSY引脚以1线串行方式读取ICL7135的数据。在信号积分T1开始时,ICL7135的BUSY信号线跳高并保持高电平,直到去积分T2结束才跳回低电平。通过定时器T0提供125kHz的时钟频率给ICL7135芯片,电路中的精密电阻和电容在信号处理过程中起到关键作用,尤其是差分放大器和低通滤波器的引入,确保了温度测量的准确性。
在温控系统的具体应用中,ICL7135芯片能够与传感器紧密结合,通过铂电阻温度传感器有效控制温度精度,避免了传统三线式测量方法中由于传感器引线电阻发热引起的测量误差。ICL7135芯片的这些特性使其在工业、气象、农业、汽车等行业中成为温度控制的理想选择。
总结来说,ICL7135芯片在温度控制系统中的应用展示了其作为一种高精度测量工具的优势,它不仅提供了高精度的数据输出,而且还能在复杂的电子系统中,与多种设备兼容,并通过先进的电路设计方法,解决了长期存在的技术难题,比如温度传感器中的测量误差问题,为现代温控技术的发展提供了重要的支持。