芯片簡介

ES32F0930醫(yī)療量測控制芯片(MMC)，集成了高性能32位RISC內(nèi)核。系統(tǒng)最高工作頻率為16MHz，具有32KB的閃存和高達4KB的SRAM。擁有五種節(jié)能模式使其可用于低功耗應用。提供廣泛的增強型外設和I/O，允許該器件在不同的應用中采用。Flash程序內(nèi)存可以通過SWD接口在系統(tǒng)內(nèi)重新程序設計。

ES32F0930微控制器外設集還包括外部總線接口，1個UART，1個SUART，1個SPI，1個I2C，2個通用16位定時器，1個通用32位定時器，1個基本定時器，1個獨立看門狗，1個窗口看門狗，內(nèi)建Charge Pump穩(wěn)壓電路，支持兩顆電池3V電源工作，1個高精度ADC，2個模擬比較器，4×15LCD液晶驅(qū)動器和多功能測量模塊。

額溫槍方案

1）概述

額溫槍是當前最常見的一種紅外測溫儀。快速測溫、無接觸測溫的特點，使其成為疫情常態(tài)化背景中使用最為廣泛的測溫工具。

額溫槍的工作原理：模擬紅外傳感器（熱電堆）采集人體的紅外線輻射能量轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)由放大電路和ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，MCU計算出溫度值。同時利用環(huán)溫熱敏電阻采集到的環(huán)境溫度做算法補償和處理，將修正后的體溫值顯示在LCD屏上。

ES32F0930的參考設計方案在環(huán)境溫度=10/25/35℃的條件下，量測32~50℃黑體爐，誤差大多落在±0.1℃，少數(shù)溫度點落在±0.2℃，在極端溫度下也能夠達到額溫槍的認證規(guī)格要求。

ES32F0930內(nèi)含一個高分辨率Σ?24位ADC，可實現(xiàn)溫度的精準測量。

2）原理框圖

3）設計要點

以針對醫(yī)療量測控制設計的MMC模塊開發(fā)，其由電壓基準、模擬開關網(wǎng)絡，比較器網(wǎng)絡，以及前置濾波器、ADC輸入選擇器和溫度傳感器組成。并且結(jié)合了多功能比較器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字信號運算等模塊。可免去開發(fā)人員在硬件設計及量測控制切換上的負擔，可有效縮短開發(fā)周期，操作更靈活。

高分辨率Σ?24位ADC

支持24位轉(zhuǎn)換結(jié)果，最高17位有效精度

帶寬400/800KHz

輸入增益可配置為1、2、3或4倍

支持參考增益可配置為1/3或1倍

支持內(nèi)部參考電壓或獨立參考接地

支持溫度檢測

4×15LCD液晶驅(qū)動器

支持APB時鐘和內(nèi)部低速RC振蕩器時鐘作為時鐘源

支持兩種不同的LCD驅(qū)動波形

內(nèi)建Charge Pump穩(wěn)壓電路，可提供4種LCD電壓2.55V，2.8V，3.0V，3.3V

支持Static，1/2，1/3，1/4偏置的不同LCD驅(qū)動波形

可程序設計增益放大器PGA

PGA是一個提供用戶可程序設計的同相增益的放大器，其輸出連接到Σ?模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入。PGA為差分輸入且具有8種可選增益。

工作方式：依據(jù)內(nèi)部參考電壓的單端放大器，或與獨立參考地配合工作

增益：1/2/3/4/6/9/12/16倍

低噪聲輸入(Chopper電路開啟)

輸入電壓范圍寬為+0.25V至AVDD-0.25V(增益為1×)

4）硬件設計

5）軟件設計

溫度校準：以兩點溫度做校準，免除繁雜的校準步驟

ADC校準：校準硬件參考電阻，避免量測誤差

量測模式：量測熱電堆（Thermopile）和環(huán)境溫度（Thermistor）值后計算出目標溫度

小結(jié)

ES32F0930是上海東軟載波微電子推出的一款專用的醫(yī)療量測控制芯片，針對額溫槍、血壓計等醫(yī)療產(chǎn)品所設計，經(jīng)由MMC模塊的控制，可輕易實現(xiàn)各種模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，有效提升額溫槍、血壓計的開發(fā)效率。

來源：東軟載波微電子

審核編輯：湯梓紅