三位半单片数字万用表LSINJU9207/9208及应用

2006-05-07 15:49:43来源: 国外电子元器件

封装形式、引脚功能及内部结构,并详细叙述了它们的主要功能和原理,最后给出了应用电路。

1 概述

新日本无线电公司(NJRC)生产的NJU9207/9208是三位半单片数字万用表大规模集成电路(LSI)。它们的工作电压仅为3V,工作电流不大于1mA。可以直接驱动LCD显示,并可保持数据与自动量程,内置有倍压器和电压调节器。同时,LSIs还含有二重斜率A/D转换器、压电蜂鸣器驱动器、电池寿命检测器、控制器和振荡器等,因此十分适用于袖珍式数字万用表的使用。

2 引脚功能及内部结构

NJU9207/9208采用QFP80封装,NJU9207的引脚排列如图1所示。NJU9208的引脚位置相对于NJU9207旋转90°。它们的内部结构框图如图2所示。

表1列出了NJU9207/9208的引脚符号及功能说明。

表1NJU9207/9208的引脚功能

引脚号 符号 功     能
NJU9207 NJU9208
2 62 ADI AC→DC变换输入端
3 63 ADO AC→DC变换输出端
4 64 AVX ADC“+”输入端
5 65 AVXD ADC“-”输入端
7 67 CFI  噪块滤波电容器连接端
8 68 BUF 缓冲放大器输出
9 69 CAZ 自动调零(Auto-zero)电容连接端
10 70 CI 积分电容连接端
11 71 CO 电容器输出端
12 72 A/M 自动/手动选择输入端。高电平:自动;低电平:手动
13~15 73~75 RC1~RC3 量程选择端
16 76 RH 量程保持端。低电平:量程保护
24 4 DH 显示数据保持模式选择端:反复模式
18~21 78~80,1 FC1~FC4 功能选择端
23 3 AFC 量程限制模式选择输入端。高电平:量程限制模式;低电平:全量程模式
34~25 14~5 SEF1~10 LCD部分(程序段)驱动器输出端
38~35 18~15 COM1~4 LCD公共驱动器输出端
42 22 VDSP LCD驱动电压监视器端
47 27 BZ 压电蜂鸣器驱动输出端
49,50 29,30 OSC2,OSC1 石英晶体连接端
53,54 33,34 C1,C2 倍压器电容器连接端
59 39 VADJ 参考电压调节端
60 40 VR 参考电压输出端
61 41 VRD 参考电压监视端
63,64 43,44 CL,CH 基准电容连接端
66~71 46~51 OR1~6 电阻测量基准电阻连接端
72 52 OVS 电阻测量基准电压输入端
73 53 OVX 电阻测量测量电压输入端
75 55 VI 电压测量输入端
76~79 56~59 VR1~VR5 分压电阻连接端
80 80 电流测量输入端
55,45 35,25 TST1,2 测试端1,2
44,40 24,20 TST3,4 测试端3,4
46 26 VSS1 模拟、数字接地端(0V)
52 32 VSS2 LCD驱动电压施加端(-3V)
56 36 VDDID 数字电路电压施加端(+3V)
57 37 VDDIA  模拟电路电压施加端(+3V)
65 45 GND 模拟单元电路中心点电压施加端(+1.5V)
74 54 GNDS 地感测端

3 功能与原理

3.1 测量功能选择

各种测量可通过FC1~FC4端的输入引脚进行选择,具体操作如表2所列。表中H为高电平,L为低电平。测量功能选择可利用机械锁定(LOCK)型或旋转式开关来实现。

表2 测量功能选择

功能 FC1 FC2 FC3 FC4
DC电压:DCV H H H H
AC电压:ACV L H H H
DC电流:DCI H L H H
AC电流:ACI L L H H
电阻:Ω H H L H
二极管 H L L H
连续检验:CONTI H H H L

3.2 运转开关

当开关运转时,器件输出蜂鸣器驱动信号和系统复位信号。

可利用键控输入来确定音响(Confirmation sound)信号(2kHz)。在输入到FC1~FC4端信号的上升沿或下降沿上,可在BZ端得到2kHz、周期为31.25ms的输出时钟,如图3所示。

系统复位(RESET)信号的作用是在量程置位(SET)、计数器复位、数据保持释放和自动复位被执行时,与输入到FC~FC4信号的上升沿或下降沿保持同步。

当自动量程模式功能变化时,量程依靠AFC端上的电平置位,如表3所列。

在A/D变换周期使功能改变时,计数器将输出复位信号以使LSI初始化。以后,A/D转换从自动调零(auto-zero)周期启动,如图4所示。

3.3 连续检测功能

当选择连续检测功能时,“kΩ”功能的2kΩ量程被自动置位。通过施加1.5V电压,可以测量二极管的正向压降。如果输入端开始,则显示值与电池电压值相一致。

3.5 全部自动量程功能(A/M=高电平)

表4、表5分别列出了全量程模式和量程控制模式。

表4 全量程模式(AFC=低电平)

功  能 自  动 手  动 量程控制
  1PUSH 1PUSH(
DCV 量程1~5 →保持 量程5→1 200mV~2000V
ACV 量程1~4 →保持 量程4→1 2V~200V
DCI 固定在量程1 量程1 量程1 200mA
ACI 固定在量程1 量程1 量程1 200mA
Ω 量程1~6 →保持 量程6→1 200Ω~20MΩ

表5 全量程模式(AFC=高电平)

功  能 自  动 手  动 量程控制
  1PUSH 1PUSH(
DCV 量程1~4 →保持 量程4→1 2V~2000V
ACV 量程1~4 →保持 量程4→1 2V~2000V
DCI 固定在量程1 量程1 量程1 200mA
ACI 固定在量程1 量程1 量程1 200mA
Ω 量程1~4 →保持 量程4→1 2kΩ~2000kΩ

当量程选择端保持低电平超过1s或通过FC1~FC4端改变功能时,量程功能可从任何固定量程变为自动量程。

当量程保持端是低电平时,量程被固定在操作量程上,且与输入到量程选择端(RCI)的信号无关。

2kΩ的时钟输出到BZ端可直接驱动压电峰鸣器。在RCI端输入信号的下降沿。BZ输出信号的周期约为31.25ms。

3.6 手动量程功能(A/M=低电平)

手动量程选择可通过RC1~RC3实现,具体选择方式如表6所列。

3.7 LCD显示功能

表7给出了LCD显示控制操作的具体方法。

4 应用电路

采用NJU9207F芯片设计的3位半袖珍式数字万用表电路如图5所示。

该数字万用表采用2节1.5V的电池供电。

在LSI脚57上施加到模拟电路的电压为+3V,-3V的LCD驱动器电压从脚52(Vss2)加入。脚49和脚50上并接的石英晶体振荡器的频率fosc=32.768kHz。脚10(C1)上外接的0.1μF的电容和500Ω的电阻组成积分电路,用于为计数器提供复位信号。脚2、脚3上的外接元件用作AC-DC变换,脚4、脚5分别用作AD转换器(ADC)的“+”、“-”输入端。从总体看,这种袖珍式数字万用表电路所需元件数量是较少的。

表6 RC1~RC3手动量程选择功能

RC1 RC2 RC3 DCV ACV DCI,ACI Ω
H H H 量程1:2V 量程1:2V 量程1:2mA 量程2:2kΩ
L H H 量程2:20V 量程2:20V 量程2:20mA 量程3:20kΩ
H L H 量程3:200V 量程3:200V 量程3:200mA 量程4:200kΩ
L L H 量程4:2000V 量程4:2000V 量程4:2000mA 量程5:2000kΩ
H H L 量程4:2000V 量程4:2000V 量程5:20A 量程6:20MΩ
L H L 量程1:2V 量程1:2V 量程1:2mA 量程1:200Ω

表7 程序说明

  SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 SEG9 SEG10
COM1 RC DH a2 b2 a1 b1 a0 b0 蜂鸣器 A
COM2 BATT RH f2 g2 f1 g1 f0 g0 二极管 V
COM3 - b3/c3 e2 c2 e1 c1 e0 c0 m K
COM4 AC p3 d2 p2 d1 p1 d0   M Ω

关键字:应用

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/zhzx/200605/2270.html
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