[模電課程設(shè)計]基于TCP7107的數(shù)字式溫度計設(shè)計

原理圖PCB：Altium Designer

仿真原版本：protues 8.9

設(shè)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(shè)計報告

電路總設(shè)計與調(diào)試

1. 具體電路

本次基于Proteus的數(shù)字溫度計的設(shè)計實現(xiàn)了基本的溫度測量顯示各個子電路的設(shè)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

2. 設(shè)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(zhǔn)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(yīng)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(zhǔn)地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個引腳都接地，在本設(shè)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(yīng)獨立走線。32腳模擬地“COM”應(yīng)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(yīng)獨立走線。IC3負電源發(fā)生器工作電源接地“GND”也應(yīng)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(rèn)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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