傳統(tǒng)測量體溫的方法是使用水銀體溫計，由于水銀溫度計破損后會導(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，電子體溫計勢必將逐步替代水銀體溫計。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)電子體溫計應(yīng)用方案。

單片機(jī)簡介

·8 位精簡指令集，共有46個指令

·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)過查表計算可得出與之對應(yīng)的溫度值。系統(tǒng)設(shè)計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)，所以只需幾秒的時間就可以得到測量到的體溫值。

四、結(jié)論

采用HY11P32芯片以簡單的電路構(gòu)架實(shí)現(xiàn)快速測溫的方案主要具有以下特點(diǎn)：

·整體消耗電流低

·輸出速度快，約可達(dá)20筆 /Sec

·電路簡單并具較高測量分辨率

·解決產(chǎn)線因測溫不準(zhǔn)確而返工處理的成本

·在成本差異不大，得到較佳的測量數(shù)據(jù)及抗干擾

甲、硬件技術(shù)規(guī)格

·數(shù)字操作電壓：2.2~3.6V

·模擬操作電壓：2.6~3.6V

·操作消耗電流（測試溫度34.5℃）：404μA

·睡眠消耗電流：0.7μA

·溫度量測范圍：32.1~42.5℃

·分辨率：0.01℃

·準(zhǔn)確度：0.05℃

·數(shù)據(jù)更新率：20Hz

乙、測量精度與資料如表一所示：

五、參考線路

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