[模电课程设计]基于TCP7107的数字式温度计设计

原理图PCB：Altium Designer

仿真原版本：protues 8.9

设计编号：S0020

主要研究内容：

【基本要求】采用电桥法，利用PT-100热电阻对0-200℃测温范围进行测量并发送LED数码管显示，要求测量分辨率为0.5℃，数据测量间隔时间为5秒。

【提高要求】

1）针对不同的铂热电阻讨论不同温度信号测量方法；

2）利用电路对测量电路进行非线性校正，提高测量精度（电路非线性校正和EPROM查表法非线性校正两种方法）；

3）讨论误差的形成因素和减少误差的措施；

4）进行简单的温度开关控制。

仿真电路

原理图

PCB

设计报告

电路总设计与调试

1. 具体电路

本次基于Proteus的数字温度计的设计实现了基本的温度测量显示各个子电路的设计成功，将各个部分连接在一起的整机连调的电路图为：

图5 数字温度计原理总图

2. 设计的仿真展示

模拟实现３７℃

模拟实现100℃

图７ １００℃仿真图

3. 调试

按照原理图焊接完完后，接上电源发现数码管什么显示都没有。对照仿真图检查了一遍PCB原理图，发现TC7107接地脚20脚没有接地，C1电容值有误。把C1换为0.1nf，20脚用接地然而，重新上电发现数码管还是没有任何显示。

查阅资料发现TC7107对外围的元器件有特别的要求：震荡电容C1和输入电容C3可选择独石电容，基准电容和自动调零电容，包括积分电容均选用CCB型，还有电解电容C7、C8有条件应选用漏电流小的钽电解，电阻全选用1/4W金属膜型精度5%即可。还要注意接地引脚：芯片的电源地是 21 脚，模拟地是 32 脚，信号地是 30 脚，基准地是 35 脚，通常使用情况下，这 4 个引脚都接地，在本设计中，使用TC7107比例测量，30 脚和35 脚就不接地而是按照需要接到其他电压上。 此外，还需要注意制作技巧：21脚数字地“GND”应独立走线。32脚模拟地“COM”应与30脚输入端“IN-”链接（否则会产生共模电压，引起测量误差），然后链接，也应独立走线。IC3负电源发生器工作电源接地“GND”也应独立走线。 照此要求：C7换为0.22uf的CBB型电容，C4换为470nf的CBB型电容，33脚的C8（104）换非瓷片电容38脚的电容。 重新上电后发现数码管还是没有显示。

这个时候开始怀疑是数码管电路的问题，认真检查PCB图发现共阳极数码管的公共端没有连接到高电平，用飞线接好VCC发现数码管部分点亮。翻阅资料发现ICL7107的37脚“TEST”接高电平数码管显示为“1888”全亮。引出37脚接电源后发现数码管并没有“1888”全亮，用万用表万用表测数码光与ICL7107连接的引脚电平有异常。ICL引脚测得电平与数码管引脚电平不一致，用飞线连接起来后上电发现可以实现“1888”全亮。调节电位器可以检测实时温度，但是有数码管有暗影，通过重新焊接等方法消除了部分暗影。

资料清单

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