專利名稱：電子體溫計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子體溫計(jì)。
背景技術(shù)：
水銀體溫計(jì)是目前我國醫(yī)院和家庭中最常用的體溫測量工具，水銀體溫計(jì)雖有讀數(shù)不方便、測量時(shí)間長、使用不安全等因素，但由于其體積小、成本低、以及無更好的產(chǎn)品來替代而被長期使用。眾所周知，水銀能在常溫下蒸發(fā)為汞蒸汽，人和動物吸入后會發(fā)生汞中毒反應(yīng)，這些汞產(chǎn)品長年累月地生產(chǎn)和使用，會造成對大氣和水質(zhì)的污染，嚴(yán)重危及人類的生存環(huán)境。近年來隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，電子技術(shù)的應(yīng)用也越來越普遍，結(jié)合電子技術(shù)的醫(yī)療器械更是得到了廣泛的應(yīng)用，因此出現(xiàn)了電子體溫計(jì)，電子體溫計(jì)的感測頭上具有感溫元件，用電阻電容振蕩方式處理后，將測量的溫度顯示在液晶顯示器上，但因結(jié)構(gòu)及測量環(huán)境等因素的影響，從開始測量到測量完成，需耗去相當(dāng)多的時(shí)間，使用不方便，尤其是許多嬰幼兒不能容忍較長時(shí)間的測量而造成哭鬧，從而影響體溫的測量。另一種電子體溫計(jì)--耳溫槍則利用使用紅外測溫原理進(jìn)行測量，但又因價(jià)格昂貴而不能進(jìn)入百姓家庭，還會因耳垢及測量角度等種種原因使紅外線感測器不能對正耳膜，造成測量偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種電子體溫計(jì)，采用半導(dǎo)體熱敏二極管作為感溫元件，測溫頭采用標(biāo)準(zhǔn)接插口連接，安裝靈活方便、易操作操作更換，測量快速準(zhǔn)確，可用于測量口溫、腋溫及肛溫，顯示器的筆畫顏色可以調(diào)節(jié)，使顯示效果達(dá)到最佳，顯示數(shù)字不會閃爍，并且還可直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種電子體溫計(jì)，它包括感溫電路、微處理器、操作控制電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)儲存電路、LCD顯示電路、與計(jì)算機(jī)的連接電路。
本實(shí)用新型更詳細(xì)的技術(shù)方案是一種電子體溫計(jì)，它包括感溫電路、微處理器、操作控制電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)儲存電路、LCD顯示電路、與計(jì)算機(jī)的連接電路。
感溫電路包括半導(dǎo)體熱敏二極管J1和信號處理電路，信號處理電路由四運(yùn)算放大器U3A、U3B、U3C、U3D和外圍電路組成，U3A接成一個電壓跟隨器，正相輸入為U3A端口的參考基準(zhǔn)電壓，電阻R8、R9、R10均為分壓電阻，R9是可變電阻，可作為誤差補(bǔ)償調(diào)試調(diào)節(jié)電阻，運(yùn)算放大器U3B和U3D分別連接成兩個電壓跟隨器，B點(diǎn)和D點(diǎn)的輸出電壓分別與它們的輸入端的電壓保持一致，運(yùn)算放大器U3C和電阻R11、R12、R13、R14組成了差分放大器，具有放大輸入端間電位差，去除共模噪聲，R13為負(fù)反饋電阻，防止信號放大倍數(shù)過大而不穩(wěn)定，U3C的輸出即為處理后的采樣信號，輸入到微處理器的RA0端口。
微處理器為40腳封裝的單片機(jī)U1，OSC1為振蕩輸入端口，采用晶體高頻振蕩，和電容C3、C4組成高頻晶體振蕩電路，MCLR為復(fù)位端，經(jīng)R1電阻接電源VCC，低電平有效，VSS接地端，VCC為電源端，其余端口都為I/O輸入、輸出端口，每個I/O口的方向可由軟件編程來設(shè)定，其中RD口的8個I/O口全部設(shè)為輸出口，連接到LCD顯示接口，它把經(jīng)過采樣和微處理器處理的結(jié)果通過RC口送到LCD顯示電路，RA1口為電壓過低檢測接口，電源電壓VCC通過電阻R25和R26的分壓取樣送往RA1接口，RA4端口的輸出信號通過電阻R7，再經(jīng)三極管Q1放大后連接蜂鳴器LS1，RA3端口為參考電壓端輸入端，電源VCC通過限流電阻R2后，由穩(wěn)壓管U2穩(wěn)壓保證基本電壓不變，C1和C2也起到穩(wěn)壓作用，并濾除雜波對電壓的干擾，RA5端口外接串聯(lián)的兩個電阻R5、R6和兩個發(fā)光二極管D1、D2。
操作控制電路包括開始測量開關(guān)S1、向上累加調(diào)整按鈕S2、向下遞減調(diào)整按鈕S3、切換顯示開關(guān)S4和時(shí)間設(shè)定按鈕S5，分別連接到微處理器的RB0、RB1、RB2、RB4和RB5，操作控制電路還設(shè)有電源總開關(guān)S7。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U4，U4外接電容C7、C8和晶體振蕩器，U4的CLK口、DA口和微處理器的RE0、RE1、RE2連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制。
數(shù)據(jù)存儲電路包括8腳EEPROM芯片U5，是可擦寫的存儲器，U5由SCL時(shí)鐘和SDA數(shù)據(jù)兩個接口與微處理器的RC2、RC3端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
LCD顯示電路包括LCD顯示器，LCD顯示器連接有灰度背景調(diào)節(jié)電阻R27和電容C5，C5可濾除電源外界紋波干擾和電壓變化，使顯示數(shù)字不會閃爍。
與計(jì)算機(jī)的連接電路包括接口芯片U6，U6和外接電容C11、C12、C13、C14、C15將系統(tǒng)的TTL電平轉(zhuǎn)化為RS-232電平，形成簡化的RS-232接口去與計(jì)算機(jī)連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.本實(shí)用新型的測溫頭為采用半導(dǎo)體材料硅制成的PN結(jié)(即半導(dǎo)體熱敏二極管)，具有負(fù)的溫度系數(shù)—溫度升高時(shí)正向壓降減小的特性，體積可以做得很小，外加環(huán)氧樹脂封裝，使得這種溫度傳感器具有極短的時(shí)間常數(shù)(τ＜3秒)，通過采樣電壓信號，獲得與電壓相對應(yīng)的溫度值，整個過程在3-5秒內(nèi)結(jié)束。
2.本實(shí)用新型的微處理器采用美國Microchip公司生產(chǎn)的新型產(chǎn)品PIC16F874，是40腳封裝的單片機(jī)，該機(jī)采用精簡指令(Risc)CMOS工藝制造，極為省電，哈佛總線和單周期指令的設(shè)計(jì)，帶來了極高的速度。
3.本實(shí)用新型設(shè)有數(shù)據(jù)存儲電路，它是一個8腳EEPROM芯片，是可擦寫的存儲器，主要作用是在掉電時(shí)仍能保存體溫計(jì)的使用歷史記錄，以便下次查詢。
4.本實(shí)用新型設(shè)有與計(jì)算機(jī)的連接電路，可以通過接口芯片直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖；其中1感溫電路；2微處理器；3操作控制電路；4實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路；5數(shù)據(jù)儲存電路；6LCD顯示電路；7與計(jì)算機(jī)的連接電路。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一種電子體溫計(jì)，它包括感溫電路(1)、微處理器(2)、操作控制電路(3)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(4)、數(shù)據(jù)儲存電路(5)、LCD顯示電路(6)、與計(jì)算機(jī)的連接電路(7)。
感溫電路(1)包括半導(dǎo)體熱敏二極管J1和信號處理電路，測溫頭是利用半導(dǎo)體材料硅制成的PN結(jié)(即半導(dǎo)體熱敏二極管)，具有負(fù)的溫度系數(shù)—溫度升高時(shí)正向壓降減小的特性。由于PN結(jié)的體積可以做得很小，外加環(huán)氧樹脂封裝，使得這種溫度傳感器具有極短的時(shí)間常數(shù)(τ＜3秒)。通過采樣電壓信號，獲得與電壓相對應(yīng)的溫度值，整個過程在3-5秒內(nèi)結(jié)束。
信號處理器電路由四運(yùn)算放大器U3A、U3B、U3C、U3D的LM324和外圍電路組成，U3A接成一個電壓跟隨器，也稱緩沖放大器，正相輸入為U3A端口的參考基準(zhǔn)電壓，輸出點(diǎn)A的電壓不會隨溫敏二極管的變化而發(fā)生變化，即為參考電壓。電阻R8、R9、R10均為分壓電阻，R9是可變電阻，可作為誤差補(bǔ)償調(diào)試調(diào)節(jié)電阻。運(yùn)算放大器U3B和U3D分別連接成兩個電壓跟隨器，B點(diǎn)和D點(diǎn)的輸出電壓分別與它們的輸入端的電壓保持一致，保證傳感器發(fā)生的信號變化不失真。運(yùn)算放大器U3C和電阻R11、R12、R13、R14組成了差分放大器，具有放大輸入端間電位差，可去除共模噪聲，僅放大傳感器純正信號。R13為負(fù)反饋電阻，防止信號放大倍數(shù)過大而不穩(wěn)定。U3C的輸出即為處理后的采樣信號，輸入到PIC16F874的RA0端口。再經(jīng)微處理器(2)，結(jié)果從LCD輸出。
微處理器(2)用美國Microchip公司生產(chǎn)的新型產(chǎn)品PIC16F874，是40腳封裝的單片機(jī)，該機(jī)采用精簡指令(Risc)CMOS工藝制造，極為省電，哈佛總線和單周期指令的設(shè)計(jì)，帶來了極高的速度。通電后電路自動起振，微處理器開始工作。OSC1為振蕩輸入端口，本實(shí)用新型采用穩(wěn)定的晶體高頻振蕩，振蕩頻率為4MHz，它和電容C3、C4組成了高頻的晶體振蕩器電路。它具有振蕩穩(wěn)定、精確度高、抗外界干擾的能力強(qiáng)、不受外界環(huán)境溫度及電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。MCLR端經(jīng)R1電阻接電源VCC。該腳為復(fù)位端，低電平有效，VSS接地端，VCC為電源端，其余端口都為I/O輸入、輸出端口，每個I/O口的方向都可由軟件編程來設(shè)定，即雙向可編程。其中RD口的8個I/O口全部設(shè)為輸出口，連接到LCD顯示接口，它把經(jīng)過采樣和微處理器處理的結(jié)果通過RC口送到LCD顯示。RA1口為電壓過低檢測接口，電源電壓VCC通過電阻R25和R26的分壓取樣送往RA1接口，如果電壓低于規(guī)定值則會發(fā)出報(bào)警信號，提醒更換電池。RA4端口的輸出信號通過電阻R7，再經(jīng)三極管Q1放大后連接蜂鳴器，發(fā)出報(bào)警信號，對使用者進(jìn)行提醒。RA3端口為參考電壓端輸入端，電源VCC通過限流電阻R2后，由穩(wěn)壓管U2穩(wěn)壓保證基本電壓不變。C1和C2也起到穩(wěn)壓作用，并濾除雜波對電壓的干擾。RA5端口外接串聯(lián)的兩個電阻R5、R6和兩個發(fā)光二極管D1、D2，分別表示LCD所顯示的內(nèi)容為病人床位或測量時(shí)間，而它的顯示由開關(guān)S4(SWITCH)來對它進(jìn)行切換。
操作控制電路(3)包括開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5，分別依次為開始測量開關(guān)(MEASURE)，向上累加調(diào)整按鈕(UP)，向下遞減調(diào)整按鈕(DOWN)，切換顯示開關(guān)(SWITCH)和時(shí)間設(shè)定按鈕(SETTIME)，分別連接到微處理器的RB0、RB1、RB2、RB4、RB5。S7是電源總開關(guān)。按鍵S1開關(guān)接微處理器RB0，為測試開始端口。不使用時(shí)，RB0端口通過電阻R1處于高電平狀態(tài)，溫度計(jì)不作測試，當(dāng)按下此鍵，RB0端口通過S1開關(guān)接地，RB0端口為低電平，微處理器開始工作。S6同S1的工作方式一樣。當(dāng)RA2端口(C/F)點(diǎn)為高電平時(shí)，測試結(jié)果顯示為攝氏溫度，當(dāng)RA2(C/F)點(diǎn)為低電平時(shí)，輸出的結(jié)果轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的華氏溫度。其它開關(guān)按鍵工作原理也同S1。本實(shí)用新型采用三節(jié)5號電池供電，為直流DC4.5V。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(4)包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U4外接電容C7、C8和振蕩頻率為32768Hz的晶體振蕩器組成，U4的CLK口、DA口和微處理器PIC16F874的RE0、RE1、RE2口連接，實(shí)現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。在不使用情況下，送LCD顯示的是當(dāng)前時(shí)鐘的時(shí)間。
數(shù)據(jù)儲存電路(5)包括芯片U5，U5用于存儲數(shù)據(jù)，它是一個8腳EEPROM芯片構(gòu)成，是可擦寫的存儲器，主要作用是在掉電時(shí)仍能保存體溫計(jì)的使用歷史記錄，以便下次查詢，U5由SCL時(shí)鐘和SDA兩個接口與微處理器(2)的RC2、RC3端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
LCD顯示電路(6)包括LCD顯示器，具有工作電壓低，體積小，功耗極低及成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。R27為灰度背景調(diào)節(jié)電阻器，可通過調(diào)節(jié)R27時(shí)LCD顯示的筆畫顏色也發(fā)生變化，使顯示效果灰到最佳。C5濾除電源外界紋波干擾和電壓的變化，保證顯示數(shù)字不會閃爍。
與計(jì)算機(jī)的連接電路(7)包括接口芯片U6，U6的型號為MAX232，它和外接電容C11、C12、C13、C14、C15將系統(tǒng)的TTL電平轉(zhuǎn)化為RS-232電平，形成簡化的RS-232接口去和計(jì)算機(jī)連接。
權(quán)利要求1.一種電子體溫計(jì)，其特征在于它包括感溫電路(1)、微處理器(2)、操作控制電路(3)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(4)、數(shù)據(jù)儲存電路(5)、LCD顯示電路(6)、與計(jì)算機(jī)的連接電路(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述感溫電路(1)包括半導(dǎo)體熱敏二極管J1和信號處理電路，信號處理電路由四運(yùn)算放大器U3A、U3B、U3C、U3D和外圍電路組成，U3A接成一個電壓跟隨器，正相輸入為U3A端口的參考基準(zhǔn)電壓，電阻R8、R9、R10均為分壓電阻，R9是可變電阻，可作為誤差補(bǔ)償調(diào)試調(diào)節(jié)電阻，運(yùn)算放大器U3B和U3D分別連接成兩個電壓跟隨器，B點(diǎn)和D點(diǎn)的輸出電壓分別與它們的輸入端的電壓保持一致，運(yùn)算放大器U3C和電阻R11、R12、R13、R14組成了差分放大器，具有放大輸入端間電位差，去除共模噪聲，R13為負(fù)反饋電阻，防止信號放大倍數(shù)過大而不穩(wěn)定，U3C的輸出即為處理后的采樣信號，輸入到微處理器(2)的RA0端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述微處理器(2)為40腳封裝的單片機(jī)U1，OSC1為振蕩輸入端口，采用晶體高頻振蕩，和電容C3、C4組成高頻晶體振蕩電路，MCLR為復(fù)位端，經(jīng)R1電阻接電源VCC，低電平有效，VSS接地端，VCC為電源端，其余端口都為I/O輸入、輸出端口，每個I/O口的方向可由軟件編程來設(shè)定，其中RD口的8個I/O口全部設(shè)為輸出口，連接到LCD顯示接口，它把經(jīng)過采樣和微處理器(2)處理的結(jié)果通過RC口送到LCD顯示電路(6)，RA1口為電壓過低檢測接口，電源電壓VCC通過電阻R25和R26的分壓取樣送往RA1接口，RA4端口的輸出信號通過電阻R7，再經(jīng)三極管Q1放大后連接蜂鳴器LS1，RA3端口為參考電壓端輸入端，電源VCC通過限流電阻R2后，由穩(wěn)壓管U2穩(wěn)壓保證基本電壓不變，C1和C2也起到穩(wěn)壓作用，并濾除雜波對電壓的干擾，RA5端口外接串聯(lián)的兩個電阻R5、R6和兩個發(fā)光二極管D1、D2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述操作控制電路(3)包括開始測量開關(guān)S1、向上累加調(diào)整按鈕S2、向下遞減調(diào)整按鈕S3、切換顯示開關(guān)S4和時(shí)間設(shè)定按鈕S5，分別連接到微處理器(2)的RB0、RB1、RB2、RB4和RB5，操作控制電路(3)還設(shè)有電源總開關(guān)S7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(4)包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片U4，U4外接電容C7、C8和晶體振蕩器，U4的CLK口、DA口和微處理器(2)的RE0、RE1、RE2連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲電路(5)包括8腳EEPROM芯片U5，是可擦寫的存儲器，U5由SCL時(shí)鐘和SDA數(shù)據(jù)兩個接口與微處理器(2)的RC2、RC3端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述LCD顯示電路(6)包括LCD顯示器，LCD顯示器連接有灰度背景調(diào)節(jié)電阻R27和電容C5，C5可濾除電源外界紋波干擾和電壓變化，使顯示數(shù)字不會閃爍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子體溫計(jì)，其特征在于所述與計(jì)算機(jī)的連接電路(7)包括接口芯片U6，U6和外接電容C11、C12、C13、C14、C15將系統(tǒng)的TTL電平轉(zhuǎn)化為RS-232電平，形成簡化的RS-232接口去與計(jì)算機(jī)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電子體溫計(jì)，它包括感溫電路、微處理器、操作控制電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)儲存電路、LCD顯示電路、與計(jì)算機(jī)的連接電路；本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體熱敏二極管作為感溫元件，安裝靈活方便、測量快速準(zhǔn)確，顯示器的筆畫顏色可以調(diào)節(jié)，顯示數(shù)字不會閃爍，并且還可直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號G01K7/00GK2588348SQ0225885
公開日2003年11月26日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者楊楊, 楊玉民 申請人:楊楊