多功能显示驱动_频率计数集成电路ICM7216D

多功能显示驱动_频率计数集成电路ICM7216D器件应用多功能显示驱动、频率计数集成电路ICM7216D机械工业部郑州工业高等专科学校(450007)陈国防王燕平摘要ICM7216D集定时测量、驱动显示、自动小数点位置选择等于一体,比一般的频率测量集成电路有显著的优越性。文章介绍了该集成电路的功能、管脚作用及使用方法,并给出了典型应用电路。关键词频率测量驱动显示量程选择ICM7216D是美国HARRIS公司生产的集成电路,它分为ICM7216A、ICM7216B和ICM7216D,A、B和D在内部结构上基本相同,在功能上稍有区别。它们均是集定时计数与LED驱动于一体的中规模集成电路,电路集成度较高,功能齐全,用它构成的仪器测量精度高、抗干扰能力强,它们内部均具有十进制计数单元、数据锁存器、七段LED数码译码器、驱动器及小数点位置自动选择等单元,所以在测量频率方面得到了广泛的应用,为设计及使用者带来了极大的方便。1ICM7216D的性能特点(1)具有频率计数功能,频率的测量范围为0Hz~10MHz,如果输入信号经分频器分频,测量范围可扩大。(2)内部有四个量程可供选择,分别是0.01s、0.1s、1s、10s。(3)内部具有译码及驱动电路,所以可直接驱动八位七段LED数码显示器。(4)可以采用片内振荡电路,也可利用外部振荡电路的频率作为测量用的时基。(5)内部有自动产生小数点、位锁存及溢出指示等功能,可根据所测频率的大小,自动选择小数点所在的位置。当所测频率超出测量范围时有溢出指示。(6)具有显示保持功能及暂停功能,可以在停止输入信号后将测量频率保持显示于数码管上。(7)可由外部电路控制小数点所在的显示位置。ICM7216的内部结构如图1所示,其中输入B和功能输入只有ICM7216A/B才具有,外部小数点输入和取样时间输出只有ICM7216D具有。图1ICM7216的内部结构图5电子技术61997年第11期(5192ICM7216D的引脚分布及功能说明ICM7216D为双列直插式塑封集成电路,元件顶视图如图2所示。各管脚作用如下:图2ICM7216D的顶视图脚1为复合控制输入端,该脚与位线D1、D2、D3、D4中的某一位相连,分别用于选择不同的测试功能。在电路中通过单刀多掷开关进行选择,其对应关系如表1所列。表1测试功能选择测试功能连接关系测试LED显示器D8关闭显示D4使用1MHz晶振D2使用外部振荡器D1外部小数点控制D3测试LED显示器在电路中如果将脚1与位线D8相连,可以测试LED显示器工作是否正常,LED数码管是否完好,此时LED数码管的段和小数点均被点亮8秒。以供检查测试。关闭显示如果将脚1与位线D4相连,脚27接在电源端,此时信号的测量和位驱动都处于断开状态,段驱动线处于浮空状态,各种功能均处于无效。只有当脚27重新接电源的地,才开始下一次新的测量过程。使用外部振荡器由于该集成电路内部具有振荡电路,外加晶振即可起振,同时还设计有外部振荡电路输入端,所以将脚1与D1相连时,此时使用的是外部振荡电路。外部小数点控制当脚1与D3相连时,此时显示的小数点位置由外部控制。选择某位作小数点时,需将该位的小数点与芯片的脚13相连。这种方式使用时,小数点的位置是固定的,将不随输入信号频率的变化而变化。使用1MHz晶振ICM7216D内部振荡器只能采用1MHz或10MHz晶振,当采用1MHz晶振时,LED小数点的显示位会自动向右移一位。脚2为取样时间输出端。在信号测量期间保持低电平,在两次测量之间的间隔变为高电平。脚3~6、8~11分别为位驱动线的相应输出端。ICM7216D可以驱动8位LED数码管,使用时需要与相应的LED公共端相连,作为该位数码管的选通信号,D1应连到8位中的最低一位,其余类同。脚7为电源的地端。脚12为复位端,低电平有效。当该脚为低电平时,主计数器复位且关闭,同时停止各种测量,输出结果为零。脚13为外部小数点输入端。如果使用外部小数点输入时,需将该脚与被使用的小数点相连,那么与该脚相连的小数点位被点亮。在这种情况下,小数点的位是固定不变的,而且内部小数点和溢出指示功能均处于无效状态。脚14为量程选择输入端。用位驱动线D1、D2、D3、D4选择不同的量程。见表2所列。表2量程选择量程选择连接关系0.01sD10.1sD21sD310sD4脚15~17、19~22为七段LED数码管的输出端。使用时将这些管脚与LED数码管相应的管脚相连。脚18为电源输入端。脚23为内部十进制小数点输出端。将8位LED的小数点都与此脚相连,则由ICM7216D内部小数点逻辑控制单元根据当前量程作出判断,与位线一起选择相应的小数点位并点亮该位小数点。脚24为外部振荡器输入端。脚25、26为内部振荡器外接晶振的输入输出端。脚27为显示保持输入端,高电平有效。当该脚为高电平时,ICM7216D停止对信号的测量,并将原测量结果继续显示在LED数码管上。脚28为被测信号输入端。要求输入信号的幅值在2.0V以上,并且为开关量。3ICM7216D的典型应用图3给出了一个用ICM7216D构成的频率计。在5电子技术61997年第11期图3中,使用一个10MHz的晶振及电阻R4、电容C4、C5、C6、C7来满足内部振荡器的正常工作。由于内部振荡器是一个高增益的CMOS反相器,因此用R4与晶振并联以提供足够的偏压,此时芯片的基振为10MHz。如果使用1MHz晶振代替10MHz晶振需要将芯片的脚25、脚26之间的电容作些调整,这时芯片的基振为1MHz。另外芯片还允许使用外部振荡器,如果使用外部振荡器时,芯片的基频等于外部振荡电路的频率,此时芯片内部振荡电路仍在工作,但不影响芯片的正常测量。若内部振荡频率小于1MHz或只有外部振荡电路在工作时,必须将脚25、脚26连接在一起,以保证足够的悬挂电平。如果外部振荡电路输出为TTL电平时,则需要在脚25、脚26之间接一个22M8的电阻,并且要将脚24、脚25连在一起,如果外部振荡电路的频率小于100kHz,则外部振荡电路对芯片不起作用,芯片仍以内部振荡电路的频率工作。被测信号从脚28输入,如果输入信号较小,可以采用前置放大电路。如果输入信号较大,可以采用限幅电路。D1~D8八条位驱动线分别与八位LED的公共端相连,段驱动输出线A~G与LED相应的引脚相连。将LED的第1至7位的小数点都与脚23连在一起,则由内部小数点逻辑单元产生正确的小数点位。八位LED显示器逐位显示,频率为500Hz,位信号时间为244Ls,两位显示之间有6Ls的位空白时间,以防止重影。芯片的最大段驱动电流为15mA,额定段驱动电流为12mA,要增加显示亮度,可将电源电压增加到6V。在测量显示时,小数点左边的零被消除,右边的位照常显示。当被测信号的频率超出频率计的测量范围发生溢出时,芯片内部能够点亮第八位的小数点,表示此时发生溢出。图3中,K1为一个四档开关,用于选择不同的量程。K2为一个单档开关,当其按下时,脚12为低电平,主计数器停止计数,显示为零。当K3按下时,脚27为高电平,主计数器暂停计数,此时数据自锁并显示,当K3断开,主计数器才重新启动计数。当K4闭合时,D4位线信号进入复合控制输入端,若同时K3闭合,则可关闭显示,显示线被悬空,可以驱动其它外设。当K5闭合时,可以测试LED显示器是否完好,此时LED所有的段和小数点均被点亮,并显示8秒。但若同时将K4闭合,显示为空白。由于复合控制输入端所用信号是位驱动信号,为避免复合控制信号影响位信号,使用二极管进行隔离,电阻及电容R1、C1的作用是降低噪声,减少干扰。我们设计的用于实验教学的信号发生器,采用该集成电路作为频率的测量、显示与驱动电路,各项功能良好。图3ICM7216D的典型应用电路作者简介第一作者陈国防,男,1964年12月生,1987年7月毕业于北京理工大学,讲师。5电子技术61997年第11期(521