如何快速設(shè)計紅外體溫檢測儀？TI來支招！

1、如何快速設(shè)計紅外體溫檢測儀？ti來支招！msp430系列單片機作為計劃的主控，可為測溫儀系統(tǒng)設(shè)計計劃提供以下功能和特性：豐盛的外設(shè)滿足測溫儀設(shè)計需求：1、msp430片上集成的逐次靠近式sar adc或高辨別率sigma-delta adc協(xié)作ti的tlv333放大器對模擬型紅外采集到的高精度信號量舉行采樣并轉(zhuǎn)換數(shù)字溫度量，同時可以對電池舉行實時監(jiān)控；2、msp430片上集成的lcd驅(qū)動模塊，可以協(xié)助開發(fā)人員為測溫儀迅速實現(xiàn)lcd顯示的設(shè)計。msp430fr4133內(nèi)置的高達 4×36 段或 8×32 段 lcd 驅(qū)動模塊，更是支持lcd的segment和com管腳的靈便配

2、置，可以簡化開發(fā)人員的設(shè)計；3、i2c串口通訊接口可以滿足高精度數(shù)字溫度傳感器或數(shù)字型紅外溫度傳感器、數(shù)字型臨近傳感器等輔助傳感元件的信號采集和輸入；4、片上集成的定時器模塊可以輸出多路pwm信號以驅(qū)動測溫儀指示燈、蜂鳴器等裝置；5、gpio在超低功耗模式下的中斷使能，可以為電池供電的測溫儀系統(tǒng)提供待機模式下的迅速按鍵響應(yīng)。超低功耗設(shè)計助力測溫儀的長續(xù)航和高用法頻次：msp430系列單片機從1996年推出至今，向來以超低功耗作為產(chǎn)品的家族基因，為產(chǎn)品的低功耗設(shè)計提供豐盛的低功耗智能外設(shè)。由于高頻次用法，紅外體溫檢測儀對設(shè)備電池供電的續(xù)航和用法頻次要求頗高，因此測溫儀的低功耗運行便成為系統(tǒng)設(shè)計的

3、關(guān)鍵挑戰(zhàn)。豐盛的產(chǎn)品系列提供了靈便的內(nèi)存挑選：msp430系列單片機提供片上16kb以上存儲器可以滿足絕大多數(shù)測溫儀產(chǎn)品的內(nèi)存需求。該系列豐盛的產(chǎn)品家族更是提供高達512kb的多種內(nèi)存挑選，用戶挑選不同內(nèi)存大小的同時無需過多的工作量便可以迅速遷移現(xiàn)有設(shè)計?？蔀闇y溫儀推舉的產(chǎn)品型號有：part numbernon-volatile memoryadclcdpackages(fram/flash)16kb fram10-bit sar4 x 36 or 8 x 32 segmentstssop48tssop56lqfp6416kb fram10-bit sarn/avqfn24dsbga2416-

4、32kb flash16-bit sigma-delta4 x 14 segmentsssop48vqfn4816-32kb flash24-bit sigma-deltan/atssop28vqfn3264kb flash24-bit sigma-delta320 segmentslqfp80lqfp100表1紅外體溫儀mcu產(chǎn)品型號推舉圖1的計劃中同時包括了ti豐盛的電源管理、信號鏈和傳感器產(chǎn)品。tps61099 系列芯片是特地針對需要超低功耗應(yīng)用的升壓芯片，首先，靜態(tài)功耗僅僅為800na，而且輸入電壓低至0.7v，可以完善支持單節(jié)干電池供電，同時在輸入1.5v，輸出3.3v/10ua條件

5、下可達到80%的效率。tps61099x系列芯片提供輸出可調(diào)版本和輸出固定版本兩種供客戶挑選，固定版本支持1.8v5.0v幾乎各種常見輸出電壓。tps62170降壓轉(zhuǎn)換器提供低iq，有助于延伸系統(tǒng)的電池壽命，尤其是在不用法系統(tǒng)時。此外，它還支持在 2 mhz 以上的切換頻率下實現(xiàn)高效率，以協(xié)助設(shè)計人員削減所需器的大小，從而減小囫圇解決計劃的大小。tlv333運放是ti的零溫漂運放系列產(chǎn)品，具有高精度低功耗的特點。一方面，該運放的超低輸入失調(diào)電壓（15 v max）和低溫漂（0.02v/)利于最小化溫度檢測誤差，其軌到軌輸入/輸出性能協(xié)助最大化動態(tài)范圍。另一方面，低靜態(tài)（28 a max）、低電

6、壓（1.8v to 5.5v）和小尺寸封裝（最小sc70封裝），加上-40 至+125的工作溫度范圍，十分適合手持式或電池供電的醫(yī)療設(shè)備。此外，該運放系列也有雙通道（tlv2333）和四通道（tlv4333）的挑選。在某些系統(tǒng)中可能需要更快的建立時光和更低的噪聲來協(xié)助加快溫度測量。對于這些狀況，opa388是替代tlv333的不錯挑選。opa388將提供較低的輸入失調(diào)電壓（最大值為5v），較低的噪聲（7 nv / rt（hz）和更快的建立時光（2s），全部這些都將有助于最小化建立時光和所需的平均采樣數(shù)量達到指定的溫度辨別率。ti具有多種，可用于模擬傳感元件和adc之間的信號接口。下表列出了其他

7、可以適用于此設(shè)計的放大器，全部放大器均采納雙重封裝。ti part numbertlv333opa333opa330opa335opa388lmp2021gain bandwidth (mhz)0.350.350.352105vos max at 25°/c (mv)0.0150.010.050.0050.0050.005drift (v/°c)0.020.020.020.020.0050.004iq (ma)0.0170.0170.0210.2851.70.95ibias (pa)130200500200350100packagesmall outline integra

8、ted circuit (soic)/small outline transistor (sot)-23soic/soic/soic/soic/soic/sot-23sot-23sot-23sot-23sot-23表2用于信號接口的運算放大器推舉ti提供了多種溫度傳感器，我們的高精度數(shù)字傳感器tmp117x在-20°c至50°c范圍內(nèi)的精度為±0.1°c。該器件集成了16位辨別率adc，可通過i2c或smbus與設(shè)計人員的數(shù)字控制器舉行通信。該器件專為電池供電的系統(tǒng)而設(shè)計，由于它在停機時僅具有150na的iq消耗，并且每1hz轉(zhuǎn)換周期只需要3.5a。對于

9、在mcu中具有集成adc的系統(tǒng)，ti還提供了模擬溫度傳感器和熱敏。lmt70提供與溫度相對應(yīng)的電壓輸出，在20°c至42°c之間的最大精確度為±0.13°c。對于成本敏感型系統(tǒng)，tmp61線性熱敏電阻提供1%的溫度容差、并簡化了用法傳統(tǒng)的ntc的校準過程。對于更具成本敏感性的數(shù)字溫度感測應(yīng)用，可以用法ti的tmp1075，它在 25°c至+ 100°c的范圍內(nèi)具有±1°c（最大值）的精度。對于在mcu中集成了adc的系統(tǒng)，ti還提供了模擬溫度傳感器, tmp23x提供了廣泛的設(shè)計靈便性，由于設(shè)計人員可以在±

10、;0.5°c至±6°c的精度和增益范圍內(nèi)舉行挑選。為了給adc和感應(yīng)元件供電設(shè)計通常需要一個低噪聲，敏捷的電壓軌。低壓差穩(wěn)壓器（）易于用法，并且能夠為敏感的模擬電源軌提供整潔，低噪聲的電源，因此這是一種頻繁的挑選。對于這種特定的需求，tps7a20的超低噪聲（6 vrms），高紋波抑制（85db 1 khz）和低靜態(tài)電流（典型值為6 a，停機模式下為150na ）讓它成為最佳挑選。這為adc和傳感元件提供了所需的低噪聲軌（在過濾dc / dc紋波的同時還產(chǎn)生了很小的固有輸出噪聲），同時還為電池供電的應(yīng)用提供了低靜態(tài)電流（延伸了電池壽命）。對于電池電源系統(tǒng)，tps7a02是另一個不錯的挑選，由于它提供了納瓦級iq（25na，停機模式下為3na），同時還提供了較高的psrr，可用于后置dc / dc調(diào)整。 tps7a02還具有精彩的瞬態(tài)響應(yīng)，這對于占空比負載至關(guān)重要。市場上有一些高端產(chǎn)品也包括低功耗（ble）通信模塊。假如有愛好將其添加到系統(tǒng)中，cc2640r2f ic或cc2650moda模塊則是十分適合。ti的simplelink 軟件能協(xié)助設(shè)計人員盡快的完成開發(fā)過程。為了削減電流的消耗，還可以用法諸如tps2051x這樣的具有集成故障的負載開關(guān)，或者具有超低漏電流