传统测量体温的方法是使用水银体温计，由于水银温度计破损后会导致有害重金属外泄不利于环保，甚至对人体产生伤害，电子体温计势必将逐步替代水银体温计。热敏电阻(Thermistor)的广泛应用为温度量测方法开启了新方向。目前，我们只需根据Thermistor不同温度对应不同电阻值这一特性，即可以通过测量电阻值实现温度量测。本文将说明如何使用纮康科技HY11P32芯片实现快速体温测量。

一、 纮康科技HY11P系列简介

随温度的变化，Thermistor呈现不同阻值，那么它上面的电阻也会变化，这样就能利用Thermister将温度这个物理信号转换成电阻信号，再经由纮康科技的单片机” HY11P32”量测电阻讯号、运算、数字输出显示温度，如图 1，以最少的组件达成快速反应电子体温计应用方案。

图 1：模拟与数字讯号转换

单片机简介

图 2：HY11P系列8位高性能OTP单片机(HY11P32)

8位精简指令集，共有46个指令

2.0V to 3.6V工作电压范围，-40~85℃工作温度范围.

内部高精度RC震荡器，4种CPU工作频率切换选择，可让使用者达到最佳省电规划.

运行模式 300uA@2MHz

待机模式

图 3：Thermistor电阻与温度曲线

三、 讯号量测

图 4：HY11P32测量架构

测量架构如图4所示，内部模拟电路共地电压源ACM经Thermistor(RT1)与100KΩ电阻分压产生待测信号与参考电压。SD18进行模拟数字转换后所得到的ADC值为测到的电阻值，该电阻值经过查表计算可得出与之对应的温度值。系统设计争取以最少的组件达成快速测量体温方案。

503ET热稳定时间为6秒，SD18 OSR取1024，这样经过软件取平均值滤波可以达到每秒输出20笔数据，所以只需几秒的时间就可以得到测量到的体温值。

四、 结论

采用HY11P32芯片以简单的电路构架实现快速测温的方案主要具有以下特点：

整体消耗电流低

输出速度快，约可达20笔/Sec

电路简单并具较高测量分辨率

解决产线因测温不准确而返工处理的成本

在成本差异不大，得到较佳的测量数据及抗干扰

甲、 硬件技术规格

数字操作电压：2.2~3.6V

模拟操作电压：2.6~3.6V

操作消耗电流(测试温度34.5℃)：404μA

睡眠消耗电流：0.7μA

温度量测范围：32.1~42.5℃

分辨率：0.01℃

准确度：0.05℃

数据更新率：20Hz

乙、 测量精度与资料如表一所示：

表一 测量误差表

五、 参考线路

图 5：快速反应体温计应用线路

【HY11P】

HY11P Series: 8-bit Mixed Signal Microcontrollers with Embedded High Resolution ΣΔ ADC

产品特性

工作电压范围: 2.4V to 3.6V (整个系统)

工作温度范围: -40℃ to +85℃

8位元加强型精简指令集

支援66 个指令(包含硬体乘法器与查表指令)

支援外部石英震荡器, 最高至8MHz

内建高精度2MHz RC震荡器

LCD液晶驱动器, 最高至4×40

低耗电睡眠模式, 0.65μA

内建EPROM 64 words

24 位元全差动输入∑ΔADC类比数位转换器

极小的输入杂讯100nVrms

有效位元最高至20位元

内置高阻抗输入缓冲器

数据输出速率最高至1kSPS

内建前置放大器(PGA), 可程式放大倍率x1/4, x1/2…x128, 温飘飘移<5ppm/℃

内置绝对温度感测器(±2℃)

内建低输入杂讯(<1uVpp)运算放大器

应用类别

量测仪器

医疗仪器

计量仪器

数位传感器

工业控制器

HY11P系列型号

备注说明：

ADC：24-bit Sigma Delta ADC。

OPAMP：LNA (low noise Amplifier)为低杂讯运算放大器。

TPS：内部温度感测器(temperature sensor)。

RTC：支援外接32768低速震荡器或支援450KHZ~8MHZ高速石英震荡器功能。

Timer：Timer A(8-bit)具有多段中断时间设置;Timer B(16-bit)具备Capture/Compare功能;Timer C(8-bit)具备PWM/PFD功能。

*：H08B instruction，指令集主要差异在于不包含8×8硬体乘法器、16-bit查表指令、条件跳跃指令、堆叠操作指令等。

HY11P32数据表：

DS-HY11P32_TC.pdf