快速反應(yīng)電子體溫計(jì)應(yīng)用方案

　　傳統(tǒng)測量體溫的方法是使用水銀體溫計(jì)，由于水銀溫度計(jì)破損后會導(dǎo)致有害重金屬外泄不利于環(huán)保，甚至對人體產(chǎn)生傷害，電子體溫計(jì)勢必將逐步替代水銀體溫計(jì)。熱敏電阻(Thermistor)的廣泛應(yīng)用為溫度量測方法開啟了新方向。目前，我們只需根據(jù)Thermistor不同溫度對應(yīng)不同電阻值這一特性，即可以通過測量電阻值實(shí)現(xiàn)溫度量測。本文將說明如何使用纮康科技HY11P32芯片實(shí)現(xiàn)快速體溫測量。

　　一、纮康科技HY11P系列簡介
　　隨溫度的變化，Thermistor呈現(xiàn)不同阻值，那么它上面的電阻也會變化，這樣就能利用Thermister將溫度這個(gè)物理信號轉(zhuǎn)換成電阻信號，再經(jīng)由纮康科技的單片機(jī)” HY11P32”量測電阻訊號、運(yùn)算、數(shù)字輸出顯示溫度，如圖 1，以最少的組件達(dá)成快速反應(yīng)電子體溫計(jì)應(yīng)用方案。
 

　　單片機(jī)簡介
 

·8位精簡指令集，共有46個(gè)指令
·2.0V to 3.6V工作電壓范圍，-40~85℃工作溫度范圍.
·內(nèi)部高精度RC震蕩器，4種CPU工作頻率切換選擇，可讓使用者達(dá)到最佳省電規(guī)劃.
　　運(yùn)行模式 300uA＠2MHz
　　待機(jī)模式 3uA@28KHz
　　休眠模式 1uA
·2KWord OTP (One Time Programmable) Type程序內(nèi)存，128Byte數(shù)據(jù)存儲器
·Brownout detector及Watch dog Timer，可防止CPU進(jìn)入死機(jī)模式
·18bit 全差動輸入ΣΔADC 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
　　內(nèi)置PGA (Programmable Gain Amplifier) 及可有1/4、1/2、1. …..128倍10種輸入信號放大倍率選擇
　　內(nèi)置輸入零點(diǎn)調(diào)整，可針對不同應(yīng)用增加其量測范圍
·1.0V的內(nèi)部模擬電路共地電壓源，具有Push-Pull 驅(qū)動能力，可提供傳感器驅(qū)動電壓
·LVD低電壓檢測功能具14段檢測電壓設(shè)置與外部輸入電壓檢測功能
·模擬電壓源VDDA具10mA穩(wěn)壓電壓源輸出能力
·4x12 LCD 液晶驅(qū)動器
　　1/4 Duty、1/3 Bias
　　內(nèi)建Charge Pump穩(wěn)壓線路，可提供4種LCD偏壓
·8-bit Timer A
·Built-in EPROM (BIE)

　　二、感測組件簡介
　　熱敏電阻(Thermistor)是對熱敏感的電阻器，主要功能在顯示電阻值隨環(huán)境溫度的變化。熱敏電阻分為正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient，PTC)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)(Negative Temperature Coefficient，NTC)熱敏電阻，其中NTC熱敏電阻靈敏度高、價(jià)格低廉，因而應(yīng)用較為廣泛。
　　在測量之前先要建表，表中的資料要求能精確反映出Thermistor隨溫度變化阻值的變化情況。例如503ET(NTC熱敏電阻)溫度由32.1°C上升至32.2°C，它的阻值由36.763KΩ下降至36.605KΩ，由于溫度變化非常小，所以這一過程可以當(dāng)成是線性的。我們將它在人體溫范圍內(nèi)的阻值建表(在0.1°C溫度變化范圍內(nèi)，它的阻值變化近似是線性的)，然后利用查表的方式就可以通過測量到的電阻值得到與之對應(yīng)的溫度。

NTC Thermistor 503ET的數(shù)學(xué)模式如下：
　　Rth(T)=R25 × exp { B × [ 1/(T+273.13) - 1/(25+273.13) ] }
　　Rth(T)：Thermistor變化電阻值
　　B：Sensitivity of Thermistor
　　R25：25°C電阻值
 

　　三、訊號量測
 

　　測量架構(gòu)如圖4所示，內(nèi)部模擬電路共地電壓源ACM經(jīng)Thermistor(RT1)與100KΩ電阻分壓產(chǎn)生待測信號與參考電壓。SD18進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后所得到的ADC值為測到的電阻值，該電阻值經(jīng)過查表計(jì)算可得出與之對應(yīng)的溫度值。系統(tǒng)設(shè)計(jì)爭取以最少的組件達(dá)成快速測量體溫方案。
　　503ET熱穩(wěn)定時(shí)間為6秒，SD18 OSR取1024，這樣經(jīng)過軟件取平均值濾波可以達(dá)到每秒輸出20筆數(shù)據(jù)，所以只需幾秒的時(shí)間就可以得到測量到的體溫值。