HT7500型高精度微型化醫(yī)用數(shù)字體溫計(jì)

２．１ 引腳功能

ＨＴ７５００采用３３腳微型化表貼式封裝，芯片尺寸僅為３．２８（ｍｍ）×３．０５（ｍｍ）。其引腳排列如圖１所示。各引腳的功能如下：

ＵＤＤ、ＵＳＳ：分別接＋１．５Ｖ電池和地。

ＵＥＥ：負(fù)電源端，可利用倍壓器和外部充電泵電容（以下簡稱泵電容）產(chǎn)生－１．５Ｖ電源，以供驅(qū)動(dòng)ＬＣＤ用。

    ＬＯＷＣ：電池電壓檢測(cè)端，不用時(shí)懸空。

ＳＣ：參考電阻與熱敏電阻的公共端。

ＲＦ、ＲＳ：分別接參考電阻和熱敏電阻。

ＰＳＷ：接電源開關(guān)，以控制體溫計(jì)的通、斷電。

ＴＥＳＴ２：用戶測(cè)試端，此端接ＵＤＤ時(shí)，ＬＣＤ顯示全部筆段， 據(jù)此可判定ＬＣＤ有無筆段殘缺現(xiàn)象。

ＣＬＦＨ：攝氏溫度／華氏溫度選擇端，此端開路時(shí)，儀表顯示攝氏溫度，該腳接ＵＤＤ時(shí)，顯示華氏溫度。

ＯＳＣＩ、ＯＳＣＯ：分別為系統(tǒng)振蕩器的輸入、輸出端，外接８２０ｋΩ的振蕩電阻。

ＢＺ１和ＢＺ２：接蜂鳴器（ｂｕｚｚｅｒ，英文縮寫為ＢＺ）。

ＣＯＭ１～ＣＯＭ３：接ＬＣＤ背面的３個(gè)公共電極（簡稱背電極）。

ＳＡ１～ＳＡ３、ＳＢ１～ＳＢ３、ＳＣ１～ＳＣ３、ＳＤ１：ＬＣＤ的筆段及標(biāo)志符驅(qū)動(dòng)端。

ＣＡＰ、Ｃ５１２：泵電容連接端。其余引腳為廠家測(cè)試芯片用引腳。

２．２ 工作原理

ＨＴ７５００的內(nèi)部框圖如圖２所示。該芯片內(nèi)部主要包括系統(tǒng)振蕩器、傳感器振蕩電路、控制電路、計(jì)數(shù)器和比較器、定時(shí)器、倍壓器、脈沖參數(shù)表及脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)、比較及鎖存器以及ＬＣＤ驅(qū)動(dòng)器等電路。當(dāng)溫度發(fā)生變化引起熱敏電阻值改變時(shí)，該值將通過傳感器振蕩電路轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)。脈沖發(fā)生器用于根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)好的脈沖參數(shù)表來設(shè)定閘門的通斷。計(jì)數(shù)器用于對(duì)該頻率信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)以得到被測(cè)溫度數(shù)據(jù)。通過ＬＣＤ驅(qū)動(dòng)器可使液晶屏上顯示出被測(cè)體溫值。

    當(dāng)溫度越限（含超出正常體溫范圍、超上限、超下限）時(shí)，利用芯片中的比較器可使ＬＣＤ顯示出相應(yīng)的標(biāo)志符，并使蜂鳴器發(fā)出超溫報(bào)警聲。

ＬＣＤ的驅(qū)動(dòng)電壓為３Ｖ。利用倍壓器可將＋１．５Ｖ電源變換成－１．５Ｖ電源，二者串聯(lián)即可得到３Ｖ電壓。倍壓器的原理等效于極性反轉(zhuǎn)式ＤＣ／ＤＣ電源變換器，其特點(diǎn)是利用振蕩器和開關(guān)式控制器使兩組模擬開關(guān)交替地通、斷以完成電路切換。正半周時(shí)，＋１．５Ｖ電池對(duì)泵電容充電，負(fù)半周時(shí)將泵電容上的電荷轉(zhuǎn)移到ＵＥＥ端的外部電容上以形成－１．５Ｖ電壓。這種電源稱之為“泵電源”，由于其開關(guān)頻率很高，因此電能損耗極低。

ＨＴ７５００所配的３位半ＬＣＤ顯示器的右邊有標(biāo)識(shí)符“° Ｅ”和“?”。其中，“° Ｅ”可分別構(gòu)成單位符號(hào)“℃”和“ °Ｆ”，依次代表攝氏溫度和華氏溫度。“?”用作電池低電壓指示。ＨＴ７５００采用１／３偏置法來動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)ＬＣＤ顯示器。

３　數(shù)字體溫計(jì)的電路設(shè)計(jì)

由ＨＴ７５００構(gòu)成的數(shù)字式攝氏體溫計(jì)的電路如圖３所示。該儀表采用１．５Ｖ鈕扣電池供電。Ｒ１用來調(diào)節(jié)電池電壓檢測(cè)端的閾值電壓，以便在電池電壓Ｅ小于＋１．３Ｖ時(shí)使ＬＣＤ顯示符號(hào)“?”，從而提醒用戶及時(shí)更換電池。ＲＥＦ為基準(zhǔn)電阻，５０３ＥＴ為熱敏電阻溫度傳感器。ＳＢ為帶自鎖功能的電源鍵。

Ｓ１和Ｓ２為撥動(dòng)開關(guān)。閉合Ｓ１時(shí)可檢查ＬＣＤ的全部筆段，測(cè)量體溫時(shí)應(yīng)將Ｓ１斷開。為了顯示攝氏溫度，必須斷開Ｓ２。Ｒ２為系統(tǒng)振蕩器的振蕩電阻，Ｒ２為８２０ｋΩ（典型值）時(shí)，時(shí)鐘頻率為３２ｋＨｚ。ＢＺ為壓電陶瓷蜂鳴器，其發(fā)聲頻率為５．３ｋＨｚ。Ｃ２和Ｃ３為倍壓器的外部電容。ＬＣＤ顯示器的正常顯示范圍是＋３２．０℃～＋４２．０℃，人的體溫就在此范圍內(nèi)。為了降低成本，還可簡化電路?？扇サ簦樱?、Ｓ２，并將Ｒ１改成固定電阻。該數(shù)字體溫計(jì)的測(cè)量過程如下：

接通電源時(shí)，蜂鳴器發(fā)出“嘟，嘟”聲，持續(xù)時(shí)間為０．１２５ｓ。此后的整個(gè)測(cè)量過程如下：

（１） 顯示全部筆段，持續(xù)時(shí)間為２ｓ；

（２） 顯示上次關(guān)機(jī)前的最后一次測(cè)量值，顯示時(shí)間為２ｓ；

（３） 顯示符號(hào)“Ｌ ℃”，持續(xù)２ｓ；

（４）顯示正在測(cè)量的體溫ｔ，然后符號(hào)“℃”以１Ｈｚ的頻率閃爍；

（５）若ｔ＜＋３２℃，則顯示符號(hào)“Ｌ ℃”，表示體溫過低；

（６）若ｔ≥＋４２℃，則顯示符號(hào)“Ｈ ℃”，表示體溫過高；

（７）在測(cè)量體溫過程中，顯示并保持最高體溫值，直至檢測(cè)到更高的體溫時(shí)，顯示值才被更新；

（８）若所測(cè)得的體溫在１６ｓ后仍保持不變，則符號(hào)“℃”停止閃爍；

（９）測(cè)量停止時(shí)，若ｔ＞＋３７．５℃，則蜂鳴器發(fā)出“嗡、嗡”聲，間隔為０．１２５ｓ，持續(xù)４ｓ。若ｔ≤＋３７．５℃，則蜂鳴器以０．５ｓ的間隔時(shí)間發(fā)出嗡嗡聲，表示被測(cè)體溫正常。

（１０）倘若測(cè)量結(jié)束后的８分鐘４０秒內(nèi)溫度又升高，則符號(hào)“℃”再次閃爍并開始下一個(gè)測(cè)量周期；

（１１）假如測(cè)量結(jié)束后，經(jīng)過８分鐘４０秒未見溫度升高，就自動(dòng)關(guān)機(jī)。

需要說明兩點(diǎn)：第一，當(dāng)電池電壓太低時(shí)，低電壓指示符就以１Ｈｚ的頻率閃爍，但此時(shí)測(cè)量值已不準(zhǔn)確；第二，當(dāng)蜂鳴器持續(xù)發(fā)聲４ｓ后，ＨＴ７５００將不再測(cè)量溫度。

數(shù)字體溫計(jì)的工作流程如圖４所示。