电子体温计的电路结构的制作方法

1.本发明涉及电子体温计领域，具体是指一种电子体温计的电路结构。


背景技术：

2.目前市场现有电子体温计实现大都是选用soc芯片，需要带有a/d、带隙基准、查找表rom等模块来实现。在该实现方案中带隙基准产生的电压vref容易受到电源电压变化和外部温度的影响而改变会影响最终检测的精度，另外检测精度还高度依赖于a/d的稳定性和精度。同时查找表rom需要较大的空间存放电阻和温度的对应数据。实现的可靠性较低，芯片的成本较高。
3.电子体温计用带隙基准产生的电压vref给热敏电阻ntc和参考电阻ref供电，分压产生的电压vin经过a/d转换成数字信号，计算出此时的ntc的电阻值，通过查找表rom找到对应温度，一般体温计显示温度范围是32℃到43℃，如果显示分辨率是0.1℃，则需要110组数据；如果显示分辨率是0.01℃，则需要1100组数据。再通过lcd显示驱动把温度显示出来。
4.目前这种通过soc芯片实现的方案，主要有以下两个缺点：
5.1：带隙基准产生的电压vref容易受到电源电压变化和外部温度的影响而改变，会影响最终检测的精度；另外检测精度还高度依赖于a/d的稳定性和精度，可靠性较低。
6.2：同时查找表rom需要较大的空间存放电阻和温度的对应数据，导致芯片的成本较高。
7.因此需要一种受外部电源电压影响小，同时芯片成本低的电子体温计。


技术实现要素：

8.本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足可靠性高、成本低、适用范围较为广泛的电子体温计的电路结构。
9.为了实现上述目的，本发明的电子体温计的电路结构如下：
10.该电子体温计的电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括脉冲产生控制电路、小数分频器、计数器、分频系数查找表模块、lcd驱动模块，所述的脉冲产生控制电路的输出端与小数分频器的输入端相连接，所述的小数分频器的输出端与计数器的输入端相连接，所述的分频系数查找表模块的输入端与计数器相连接，所述的分频系数查找表模块的输出端与小数分频器相连接，所述的lcd驱动模块的输入端与计数器的输出端相连接。
11.较佳地，所述的电路结构还包括振荡器，所述的振荡器与脉冲产生控制电路相连接，所述的振荡器由热敏电阻、参考电阻和电容组成，所述的热敏电阻与脉冲产生控制电路相连，所述的参考电阻与脉冲产生控制电路相连，所述的热敏电阻的另一端与参考电阻的另一端相连，且与脉冲产生控制电路相连，生成振荡信号产生震荡脉冲，所述的电容一端与热敏电阻及参考电阻相连，另一端接地。
12.较佳地，所述的脉冲产生控制电路包括第一开关、第二开关、第三开关、buf模块、延时电路模块，所述的第一开关接在第一振荡器和电源之间，所述的第二开关接在第二振
荡器和电源之间，所述的buf模块接在第三振荡器和延时电路模块之间，所述的第三开关与第三振荡器相连且另一端接地。
13.较佳地，所述的脉冲产生控制电路还包括控制电路模块，所述的第一开关、第二开关和第三开关均与所述的控制电路相连，所述的控制电路模块产生第一开关控制信号、第二开关控制信号、第三开关控制信号控制所述的第一开关、第二开关和第三开关的开启或关断。较佳地，所述的脉冲产生控制电路交替产生第一控制信号和第二控制信号，在第一控制信号和第二控制信号的产生期间通过rc充放电生成振荡信号产生震荡脉冲。
14.较佳地，脉冲产生控制电路产生第一控制信号和脉冲产生控制电路产生第二控制信号的时间相同。
15.较佳地，所述的振荡信号的震荡次数的确定方式为：
16.根据以下公式确定震荡次数：
17.其中，x
rs
为振荡信号的震荡次数，r
rf
为，r
rs
为，x
rf
为产生第一控制信号时的震荡次数。
18.较佳地，所述的分频系数查找表模块计算得到分频系数，具体为：
19.根据以下公式计算分频系数：
[0020][0021]
其中，rout是分频系数查找表模块输出的分频系数，位宽是8位，输出范围10进制从0到255，nz为第二控制信号增加的震荡次数。
[0022]
较佳地，所述的电路结构的温度分辨率为0.01℃。
[0023]
较佳地，所述的分频系数为11组8位的数据。
[0024]
采用了本发明的电子体温计的电路结构，其中采用rc震荡的方式产生脉冲信号计数，和电源电压无关，不需要用到a/d模块和基准模块。电路工作稳定。该发明采用计数分频的方式，不需要很大的电阻和温度的对应查找表rom，相同0.01分辨率下传统的查找表需要1100组查找表数据，本发明只需要11组8位的分频系数，存储空间小，芯片实现成本较低。
附图说明
[0025]
图1为一实施例中的电子体温计电路结构图。
[0026]
图2为一实施例中的电子体温计的电路结构的示意图。
[0027]
图3为一实施例中的电子体温计的电路结构的脉冲产生控制电路结构示意图。
[0028]
图4为一实施例中的电子体温计的电路结构的sc端口的波形示意图。
具体实施方式
[0029]
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0030]
本发明的具体实施方式中，提供了一种高可靠和低成本的的电子体温计芯片，功能简图如图2所示，其中最具有创造性的是小数分频器、计数器、分频系数查找表模块的部分。
[0031]
本发明的该电子体温计的电路结构，其中包括脉冲产生控制电路、小数分频器、计
数器、分频系数查找表模块、lcd驱动模块，所述的脉冲产生控制电路的输出端与小数分频器的输入端相连接，所述的小数分频器的输出端与计数器的输入端相连接，所述的分频系数查找表模块的输入端与计数器相连接，所述的分频系数查找表模块的输出端与小数分频器相连接，所述的lcd驱动模块的输入端与计数器的输出端相连接。
[0032]
作为本发明的优选实施方式，所述的电路结构还包括振荡器，所述的振荡器与脉冲产生控制电路相连接，所述的振荡器由热敏电阻、参考电阻和电容组成，所述的热敏电阻与脉冲产生控制电路相连，所述的参考电阻与脉冲产生控制电路相连，所述的热敏电阻的另一端与参考电阻的另一端相连，且与脉冲产生控制电路相连，生成振荡信号产生震荡脉冲，所述的电容一端与热敏电阻及参考电阻相连，另一端接地。
[0033]
所述的脉冲产生控制电路包括第一开关、第二开关、第三开关、buf模块、延时电路模块、控制电路模块，所述的第一开关接在第一振荡器和电源之间，所述的第二开关接在第二振荡器和电源之间，所述的buf模块接在第三振荡器和延时电路模块之间，所述的第三开关与第三振荡器相连且另一端接地，所述的第一开关、第二开关和第三开关均与控制电路相连。
[0034]
较佳地，所述的脉冲产生控制电路还包括控制电路模块，所述的第一开关、第二开关和第三开关均与所述的控制电路相连，所述的控制电路模块产生第一开关控制信号、第二开关控制信号、第三开关控制信号控制所述的第一开关、第二开关和第三开关的开启或关断。
[0035]
所述的脉冲产生控制电路交替产生第一控制信号和第二控制信号，在第一控制信号和第二控制信号的产生期间通过rc充放电生成振荡信号产生震荡脉冲。
[0036]
首先脉冲产生控制电路交替打开第一控制信号rf和第二控制信号rs，第一控制信号rf打开的时间与第二控制信号rs打开的时间相等。在第一控制信号rf和第二控制信号rs打开期间会通过rc充放电让振荡信号sc会产生震荡脉冲。
[0037]
t
rf
×
x
rf
＝t
rs
×
x
rs
；
[0038]
t
rf
为第一控制信号rf振荡的周期，x
rf
为第一控制信号rf打开时，振荡信号sc振荡的次数，t
rs
为第二控制信号rs振荡的周期，x
rs
为第二控制信号rs打开时，振荡信号sc振荡的次数，x
rf
可以根据参考电阻ref的电阻值来确定振荡信号sc的震荡次数，是一个固定值。
[0039]
振荡信号sc的充电时间如下：
[0040][0041]
由于v
out
在第一控制信号rf和第二控制信号rs打开的时间内相等，v
in
在第一控制信号rf和第二控制信号rs打开的时间内相等。
[0042]
带入上述公式得到
[0043][0044]
由于x
rf
是一个固定数值，所以在第二控制信号rs震荡产生的脉冲个数只和相关，和外部电压和电容和温度都无关。可以较为稳定的工作。
[0045]
若需要温度分辨率输出0.01℃，选择合适的r
rf
和x
rf
，参考电子体温计ntc电阻，可以计算得出32℃到43℃，温度每增加1℃，第二控制信号rs增加的震荡次数如下：
[0046][0047]
t的温度范围是32℃到43℃，同时要保证nz需要大于100才能的到温度输出最小分辨率可以0.01℃。一共11个温度点，每个温度点之间需要到计数器计数100次，每计数一次温度增加0.01℃。因此需要设计小数分频器，让每一摄氏度下nz脉冲个数到计数器都是100。小数分频器公式如下：
[0048][0049]
rout是分频系数查找表模块的输出，位宽是8位，输出范围10进制从0到255。
[0050]
可以把11组的rout分频系数计算出来，放到分频系数查找表模块中，只需要11组8位的数据即可。
[0051]
分频系数查找表模块根据接收到计数器计数到当前的温度值，输出对应的分频系数给小数分频器，小数分频器分频后输出100个脉冲信号给计数器，计数器把每一个脉冲加1，对应显示的温度是0.01℃，再通过lcd驱动模块显示出来。
[0052]
如果选择x
rf
＝6455，r
rf
＝30kω。ntc电阻选择503et。在起始温度选择32℃，nz的震荡次数选择5247次时，nz则是如下计算表格：
[0053]
温度(℃)nz振荡次数rout325247 33224.597012734232.868473535242.643714436250.45037259.453645738270.448416539278.728817140288.982357841301.998448542308.669118943320.935296
[0054]
脉冲产生控制电路结构如图3所示。首先，控制电路产生开关控制信号：第一开关t1、第二开关t2、第三开关t3。第一开关t1和第二开关t2控制电路交替打开第一控制信号rf和第二控制信号rs，第一控制信号rf打开的时间等于第二控制信号rs打开的时间。在第一控制信号rf和第二控制信号rs打开期间会通过rc充放电让振荡信号sc会产生震荡脉冲。
[0055]
上图中的sc端口的波形如图4所示，经过buf和延时电路处理后，输出标准方波信号xrs。
[0056]
采用了本发明的电子体温计的电路结构，采用rc震荡的方式产生脉冲信号计数，和电源电压无关，不需要用到a/d模块和基准模块。电路工作稳定。该发明采用计数分频的方式，不需要很大的电阻和温度的对应查找表rom，相同0.01分辨率下传统的查找表需要1100组查找表数据，本发明只需要11组8位的分频系数，存储空间小，芯片实现成本较低。
[0057]
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出
各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。