仿真原版本:protues 8.9
設計編號:S0020
主要研究內(nèi)容:
【基本要求】采用電橋法,利用PT-100熱電阻對0-200℃測溫范圍進行測量并發(fā)送LED數(shù)碼管顯示,要求測量分辨率為0.5℃,數(shù)據(jù)測量間隔時間為5秒。
【提高要求】
1)針對不同的鉑熱電阻討論不同溫度信號測量方法;
2)利用電路對測量電路進行非線性校正,提高測量精度(電路非線性校正和EPROM查表法非線性校正兩種方法);
3)討論誤差的形成因素和減少誤差的措施;
4)進行簡單的溫度開關(guān)控制。
仿真電路
原理圖
PCB
設計報告
電路總設計與調(diào)試
- 具體電路
本次基于Proteus的數(shù)字溫度計的設計實現(xiàn)了基本的溫度測量顯示各個子電路的設計成功,將各個部分連接在一起的整機連調(diào)的電路圖為:
圖5 數(shù)字溫度計原理總圖
- 設計的仿真展示
模擬實現(xiàn)37℃
模擬實現(xiàn)100℃
圖7 100℃仿真圖
3. 調(diào)試
按照原理圖焊接完完后,接上電源發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管什么顯示都沒有。對照仿真圖檢查了一遍PCB原理圖,發(fā)現(xiàn)TC7107接地腳20腳沒有接地,C1電容值有誤。把C1換為0.1nf,20腳用接地然而,重新上電發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管還是沒有任何顯示。
查閱資料發(fā)現(xiàn)TC7107對外圍的元器件有特別的要求:震蕩電容C1和輸入電容C3可選擇獨石電容,基準電容和自動調(diào)零電容,包括積分電容均選用CCB型,還有電解電容C7、C8有條件應選用漏電流小的鉭電解,電阻全選用1/4W金屬膜型精度5%即可。還要注意接地引腳:芯片的電源地是 21 腳,模擬地是 32 腳,信號地是 30 腳,基準地是 35 腳,通常使用情況下,這 4 個引腳都接地,在本設計中,使用TC7107比例測量,30 腳和35 腳就不接地而是按照需要接到其他電壓上。 此外,還需要注意制作技巧:21腳數(shù)字地“GND”應獨立走線。32腳模擬地“COM”應與30腳輸入端“IN-”鏈接(否則會產(chǎn)生共模電壓,引起測量誤差),然后鏈接,也應獨立走線。IC3負電源發(fā)生器工作電源接地“GND”也應獨立走線。 照此要求:C7換為0.22uf的CBB型電容,C4換為470nf的CBB型電容,33腳的C8(104)換非瓷片電容38腳的電容。 重新上電后發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管還是沒有顯示。
這個時候開始懷疑是數(shù)碼管電路的問題,認真檢查PCB圖發(fā)現(xiàn)共陽極數(shù)碼管的公共端沒有連接到高電平,用飛線接好VCC發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管部分點亮。翻閱資料發(fā)現(xiàn)ICL7107的37腳“TEST”接高電平數(shù)碼管顯示為“1888”全亮。引出37腳接電源后發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管并沒有“1888”全亮,用萬用表萬用表測數(shù)碼光與ICL7107連接的引腳電平有異常。ICL引腳測得電平與數(shù)碼管引腳電平不一致,用飛線連接起來后上電發(fā)現(xiàn)可以實現(xiàn)“1888”全亮。調(diào)節(jié)電位器可以檢測實時溫度,但是有數(shù)碼管有暗影,通過重新焊接等方法消除了部分暗影。
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