一、 額溫槍的開(kāi)發(fā)背景

新型冠狀病毒肺炎疫情來(lái)勢(shì)兇猛，自2020年初在全球大規(guī)模爆發(fā)。在疫情防控需求下,抗疫初期紅外測(cè)溫槍供應(yīng)嚴(yán)重不足, 額溫槍是一種能夠精準(zhǔn)測(cè)量人體溫度的的醫(yī)療設(shè)備，主要是通過(guò)人體的幾個(gè)部位來(lái)測(cè)量，如測(cè)量耳朵溫度、測(cè)量額頭溫度。這幾個(gè)部位是直接反應(yīng)人身體因?yàn)榧膊〕霈F(xiàn)的發(fā)燒發(fā)熱的現(xiàn)象，額溫槍是在距離患者1到5cm進(jìn)行測(cè)量，不會(huì)直接接觸患者，從而杜絕病毒或者細(xì)菌類(lèi)傳播的疾病。它的基本原理也很簡(jiǎn)單：當(dāng)物體的溫度高于“絕對(duì)零度”，即-273℃時(shí)，物體會(huì)向外輻射紅外線。使用紅外線探頭獲得不同物體的紅外光線強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化電路，即可將溫度數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示器上。本方案講述一款國(guó)產(chǎn)集成24位ADC的SOC芯片SDI5229TS開(kāi)發(fā)的額溫槍方案，該SOC芯片內(nèi)置3通道24位Sigma-Delta高精度低電壓24位ADC、4COM*20SEG液晶驅(qū)動(dòng)、30K 字節(jié) Flash、768 字節(jié)RAM等外設(shè)，能夠滿(mǎn)足額溫槍方案、紅外測(cè)溫方案的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)顯示的要求。

二、 設(shè)計(jì)的原理

1、系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)框圖

圖1

如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由電池、MCU、LCD屏幕和背光板、按鍵、蜂鳴器、傳感器組成DEBUG。

2、硬件設(shè)計(jì)及原理

2.1系統(tǒng)電源

圖2

電源部分由2節(jié)7號(hào)小電池供電，經(jīng)過(guò)一個(gè)33uF濾波電容向芯片的模擬部分和數(shù)字部分電路進(jìn)行供電，由此分為兩路，一路經(jīng)過(guò)阻容濾波向模擬部分AVDD端口進(jìn)行供電，一部分經(jīng)過(guò)電感向SVDD提供電源來(lái)進(jìn)行升壓給數(shù)字部分端口進(jìn)行供電。

2.2MCU

MCU型號(hào)為SDI5229TS，是一款內(nèi)置24位高精度ADC的SOC芯片，可以1.8V的超低電壓工作，是一款功耗的SOC芯片。該芯片廣泛應(yīng)用在電子秤、氣壓計(jì)、血壓計(jì)、額溫計(jì)等微弱信號(hào)測(cè)量及工業(yè)控制場(chǎng)景下，其特點(diǎn)如下：

1、 工作電壓: 1.8V - 5.5V、（休眠功耗通常STOP2模式：< 4uA）

2、 有30K 字節(jié) Flash、768 字節(jié)RAM

3、 9.83MHz 內(nèi)部RC震蕩(可倍頻至19.66MHz) 1T 指令周期

4、 3通道24位Sigma-Delta高精度低電壓ADC

5、 液晶驅(qū)動(dòng)：可配置80點(diǎn)（4*20） 的液晶驅(qū)動(dòng)

6、 內(nèi)置升壓模塊

7、 8通道8位低精度ADC

8、 IO口：35個(gè)通用IO、可配置IO驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度

9、 3個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器

10、13個(gè)中斷源，3級(jí)優(yōu)先級(jí)：可配置掉電中斷

11、通訊接口：1組UART、1組I2C接口

12、看門(mén)狗集成：定時(shí)喚醒、計(jì)時(shí)功能

13、2路16位脈寬調(diào)制（PWM）輸出

14、內(nèi)置ISP功能（SDA、SCL兩線燒錄）

2.3LCD屏幕

圖3