一、 額溫槍的開發(fā)背景
新型冠狀病毒肺炎疫情來勢兇猛，自2020年初在全球大規(guī)模爆發(fā)。在疫情防控需求下,抗疫初期紅外測溫槍供應(yīng)嚴重不足, 額溫槍是一種能夠精準測量人體溫度的的醫(yī)療設(shè)備，主要是通過人體的幾個部位來測量，如測量耳朵溫度、測量額頭溫度。這幾個部位是直接反應(yīng)人身體因為疾病出現(xiàn)的發(fā)燒發(fā)熱的現(xiàn)象，額溫槍是在距離患者1到5cm進行測量，不會直接接觸患者，從而杜絕病毒或者細菌類傳播的疾病。它的基本原理也很簡單：當物體的溫度高于“絕對零度”，即-273℃時，物體會向外輻射紅外線。使用紅外線探頭獲得不同物體的紅外光線強度，經(jīng)過放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化電路，即可將溫度數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示器上。本方案講述一款國產(chǎn)集成24位ADC的SOC芯片SDI5229TS開發(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、30K 字節(jié) Flash、768 字節(jié)RAM等外設(shè)，能夠滿足額溫槍方案、紅外測溫方案的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)顯示的要求。
二、 設(shè)計的原理
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)計及原理
2.1系統(tǒng)電源
圖2
電源部分由2節(jié)7號小電池供電，經(jīng)過一個33uF濾波電容向芯片的模擬部分和數(shù)字部分電路進行供電，由此分為兩路，一路經(jīng)過阻容濾波向模擬部分AVDD端口進行供電，一部分經(jīng)過電感向SVDD提供電源來進行升壓給數(shù)字部分端口進行供電。
2.2MCU
MCU型號為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、血壓計、額溫計等微弱信號測量及工業(yè)控制場景下，其特點如下：
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：可配置80點（4*20） 的液晶驅(qū)動
6、 內(nèi)置升壓模塊
7、 8通道8位低精度ADC
8、 IO口：35個通用IO、可配置IO驅(qū)動強度
9、 3個16 位定時/計數(shù)器
10、13個中斷源，3級優(yōu)先級：可配置掉電中斷
11、通訊接口：1組UART、1組I2C接口
12、看門狗集成：定時喚醒、計時功能
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
