专利名称：电子体温计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子体温计。
背景技术：
水银体温计是目前我国医院和家庭中最常用的体温测量工具，水银体温计虽有读数不方便、测量时间长、使用不安全等因素，但由于其体积小、成本低、以及无更好的产品来替代而被长期使用。众所周知，水银能在常温下蒸发为汞蒸汽，人和动物吸入后会发生汞中毒反应，这些汞产品长年累月地生产和使用，会造成对大气和水质的污染，严重危及人类的生存环境。近年来随着医学的进步，电子技术的应用也越来越普遍，结合电子技术的医疗器械更是得到了广泛的应用，因此出现了电子体温计，电子体温计的感测头上具有感温元件，用电阻电容振荡方式处理后，将测量的温度显示在液晶显示器上，但因结构及测量环境等因素的影响，从开始测量到测量完成，需耗去相当多的时间，使用不方便，尤其是许多婴幼儿不能容忍较长时间的测量而造成哭闹，从而影响体温的测量。另一种电子体温计--耳温枪则利用使用红外测温原理进行测量，但又因价格昂贵而不能进入百姓家庭，还会因耳垢及测量角度等种种原因使红外线感测器不能对正耳膜，造成测量偏差。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电子体温计，采用半导体热敏二极管作为感温元件，测温头采用标准接插口连接，安装灵活方便、易操作操作更换，测量快速准确，可用于测量口温、腋温及肛温，显示器的笔画颜色可以调节，使显示效果达到最佳，显示数字不会闪烁，并且还可直接与计算机进行数据传输。
本实用新型的技术方案是一种电子体温计，它包括感温电路、微处理器、操作控制电路、实时时钟电路、数据储存电路、LCD显示电路、与计算机的连接电路。
本实用新型更详细的技术方案是一种电子体温计，它包括感温电路、微处理器、操作控制电路、实时时钟电路、数据储存电路、LCD显示电路、与计算机的连接电路。
感温电路包括半导体热敏二极管J1和信号处理电路，信号处理电路由四运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D和外围电路组成，U3A接成一个电压跟随器，正相输入为U3A端口的参考基准电压，电阻R8、R9、R10均为分压电阻，R9是可变电阻，可作为误差补偿调试调节电阻，运算放大器U3B和U3D分别连接成两个电压跟随器，B点和D点的输出电压分别与它们的输入端的电压保持一致，运算放大器U3C和电阻R11、R12、R13、R14组成了差分放大器，具有放大输入端间电位差，去除共模噪声，R13为负反馈电阻，防止信号放大倍数过大而不稳定，U3C的输出即为处理后的采样信号，输入到微处理器的RA0端口。
微处理器为40脚封装的单片机U1，OSC1为振荡输入端口，采用晶体高频振荡，和电容C3、C4组成高频晶体振荡电路，MCLR为复位端，经R1电阻接电源VCC，低电平有效，VSS接地端，VCC为电源端，其余端口都为I/O输入、输出端口，每个I/O口的方向可由软件编程来设定，其中RD口的8个I/O口全部设为输出口，连接到LCD显示接口，它把经过采样和微处理器处理的结果通过RC口送到LCD显示电路，RA1口为电压过低检测接口，电源电压VCC通过电阻R25和R26的分压取样送往RA1接口，RA4端口的输出信号通过电阻R7，再经三极管Q1放大后连接蜂鸣器LS1，RA3端口为参考电压端输入端，电源VCC通过限流电阻R2后，由稳压管U2稳压保证基本电压不变，C1和C2也起到稳压作用，并滤除杂波对电压的干扰，RA5端口外接串联的两个电阻R5、R6和两个发光二极管D1、D2。
操作控制电路包括开始测量开关S1、向上累加调整按钮S2、向下递减调整按钮S3、切换显示开关S4和时间设定按钮S5，分别连接到微处理器的RB0、RB1、RB2、RB4和RB5，操作控制电路还设有电源总开关S7。
实时时钟电路包括实时时钟芯片U4，U4外接电容C7、C8和晶体振荡器，U4的CLK口、DA口和微处理器的RE0、RE1、RE2连接，实现数据传输和控制。
数据存储电路包括8脚EEPROM芯片U5，是可擦写的存储器，U5由SCL时钟和SDA数据两个接口与微处理器的RC2、RC3端口进行数据传输。
LCD显示电路包括LCD显示器，LCD显示器连接有灰度背景调节电阻R27和电容C5，C5可滤除电源外界纹波干扰和电压变化，使显示数字不会闪烁。
与计算机的连接电路包括接口芯片U6，U6和外接电容C11、C12、C13、C14、C15将系统的TTL电平转化为RS-232电平，形成简化的RS-232接口去与计算机连接。
本实用新型的优点是1.本实用新型的测温头为采用半导体材料硅制成的PN结(即半导体热敏二极管)，具有负的温度系数—温度升高时正向压降减小的特性，体积可以做得很小，外加环氧树脂封装，使得这种温度传感器具有极短的时间常数(τ＜3秒)，通过采样电压信号，获得与电压相对应的温度值，整个过程在3-5秒内结束。
2.本实用新型的微处理器采用美国Microchip公司生产的新型产品PIC16F874，是40脚封装的单片机，该机采用精简指令(Risc)CMOS工艺制造，极为省电，哈佛总线和单周期指令的设计，带来了极高的速度。
3.本实用新型设有数据存储电路，它是一个8脚EEPROM芯片，是可擦写的存储器，主要作用是在掉电时仍能保存体温计的使用历史记录，以便下次查询。
4.本实用新型设有与计算机的连接电路，可以通过接口芯片直接与计算机进行数据传输。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述
图1为本实用新型的电路原理图；其中1感温电路；2微处理器；3操作控制电路；4实时时钟电路；5数据储存电路；6LCD显示电路；7与计算机的连接电路。
具体实施方式
实施例一种电子体温计，它包括感温电路(1)、微处理器(2)、操作控制电路(3)、实时时钟电路(4)、数据储存电路(5)、LCD显示电路(6)、与计算机的连接电路(7)。
感温电路(1)包括半导体热敏二极管J1和信号处理电路，测温头是利用半导体材料硅制成的PN结(即半导体热敏二极管)，具有负的温度系数—温度升高时正向压降减小的特性。由于PN结的体积可以做得很小，外加环氧树脂封装，使得这种温度传感器具有极短的时间常数(τ＜3秒)。通过采样电压信号，获得与电压相对应的温度值，整个过程在3-5秒内结束。
信号处理器电路由四运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D的LM324和外围电路组成，U3A接成一个电压跟随器，也称缓冲放大器，正相输入为U3A端口的参考基准电压，输出点A的电压不会随温敏二极管的变化而发生变化，即为参考电压。电阻R8、R9、R10均为分压电阻，R9是可变电阻，可作为误差补偿调试调节电阻。运算放大器U3B和U3D分别连接成两个电压跟随器，B点和D点的输出电压分别与它们的输入端的电压保持一致，保证传感器发生的信号变化不失真。运算放大器U3C和电阻R11、R12、R13、R14组成了差分放大器，具有放大输入端间电位差，可去除共模噪声，仅放大传感器纯正信号。R13为负反馈电阻，防止信号放大倍数过大而不稳定。U3C的输出即为处理后的采样信号，输入到PIC16F874的RA0端口。再经微处理器(2)，结果从LCD输出。
微处理器(2)用美国Microchip公司生产的新型产品PIC16F874，是40脚封装的单片机，该机采用精简指令(Risc)CMOS工艺制造，极为省电，哈佛总线和单周期指令的设计，带来了极高的速度。通电后电路自动起振，微处理器开始工作。OSC1为振荡输入端口，本实用新型采用稳定的晶体高频振荡，振荡频率为4MHz，它和电容C3、C4组成了高频的晶体振荡器电路。它具有振荡稳定、精确度高、抗外界干扰的能力强、不受外界环境温度及电磁干扰等优点。MCLR端经R1电阻接电源VCC。该脚为复位端，低电平有效，VSS接地端，VCC为电源端，其余端口都为I/O输入、输出端口，每个I/O口的方向都可由软件编程来设定，即双向可编程。其中RD口的8个I/O口全部设为输出口，连接到LCD显示接口，它把经过采样和微处理器处理的结果通过RC口送到LCD显示。RA1口为电压过低检测接口，电源电压VCC通过电阻R25和R26的分压取样送往RA1接口，如果电压低于规定值则会发出报警信号，提醒更换电池。RA4端口的输出信号通过电阻R7，再经三极管Q1放大后连接蜂鸣器，发出报警信号，对使用者进行提醒。RA3端口为参考电压端输入端，电源VCC通过限流电阻R2后，由稳压管U2稳压保证基本电压不变。C1和C2也起到稳压作用，并滤除杂波对电压的干扰。RA5端口外接串联的两个电阻R5、R6和两个发光二极管D1、D2，分别表示LCD所显示的内容为病人床位或测量时间，而它的显示由开关S4(SWITCH)来对它进行切换。
操作控制电路(3)包括开关S1、S2、S3、S4、S5，分别依次为开始测量开关(MEASURE)，向上累加调整按钮(UP)，向下递减调整按钮(DOWN)，切换显示开关(SWITCH)和时间设定按钮(SETTIME)，分别连接到微处理器的RB0、RB1、RB2、RB4、RB5。S7是电源总开关。按键S1开关接微处理器RB0，为测试开始端口。不使用时，RB0端口通过电阻R1处于高电平状态，温度计不作测试，当按下此键，RB0端口通过S1开关接地，RB0端口为低电平，微处理器开始工作。S6同S1的工作方式一样。当RA2端口(C/F)点为高电平时，测试结果显示为摄氏温度，当RA2(C/F)点为低电平时，输出的结果转化为相应的华氏温度。其它开关按键工作原理也同S1。本实用新型采用三节5号电池供电，为直流DC4.5V。
实时时钟电路(4)包括实时时钟芯片U4外接电容C7、C8和振荡频率为32768Hz的晶体振荡器组成，U4的CLK口、DA口和微处理器PIC16F874的RE0、RE1、RE2口连接，实现它们之间的数据传输和控制。在不使用情况下，送LCD显示的是当前时钟的时间。
数据储存电路(5)包括芯片U5，U5用于存储数据，它是一个8脚EEPROM芯片构成，是可擦写的存储器，主要作用是在掉电时仍能保存体温计的使用历史记录，以便下次查询，U5由SCL时钟和SDA两个接口与微处理器(2)的RC2、RC3端口进行数据传输。
LCD显示电路(6)包括LCD显示器，具有工作电压低，体积小，功耗极低及成本低廉等诸多优点。R27为灰度背景调节电阻器，可通过调节R27时LCD显示的笔画颜色也发生变化，使显示效果灰到最佳。C5滤除电源外界纹波干扰和电压的变化，保证显示数字不会闪烁。
与计算机的连接电路(7)包括接口芯片U6，U6的型号为MAX232，它和外接电容C11、C12、C13、C14、C15将系统的TTL电平转化为RS-232电平，形成简化的RS-232接口去和计算机连接。
权利要求1.一种电子体温计，其特征在于它包括感温电路(1)、微处理器(2)、操作控制电路(3)、实时时钟电路(4)、数据储存电路(5)、LCD显示电路(6)、与计算机的连接电路(7)。
2.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述感温电路(1)包括半导体热敏二极管J1和信号处理电路，信号处理电路由四运算放大器U3A、U3B、U3C、U3D和外围电路组成，U3A接成一个电压跟随器，正相输入为U3A端口的参考基准电压，电阻R8、R9、R10均为分压电阻，R9是可变电阻，可作为误差补偿调试调节电阻，运算放大器U3B和U3D分别连接成两个电压跟随器，B点和D点的输出电压分别与它们的输入端的电压保持一致，运算放大器U3C和电阻R11、R12、R13、R14组成了差分放大器，具有放大输入端间电位差，去除共模噪声，R13为负反馈电阻，防止信号放大倍数过大而不稳定，U3C的输出即为处理后的采样信号，输入到微处理器(2)的RA0端口。
3.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述微处理器(2)为40脚封装的单片机U1，OSC1为振荡输入端口，采用晶体高频振荡，和电容C3、C4组成高频晶体振荡电路，MCLR为复位端，经R1电阻接电源VCC，低电平有效，VSS接地端，VCC为电源端，其余端口都为I/O输入、输出端口，每个I/O口的方向可由软件编程来设定，其中RD口的8个I/O口全部设为输出口，连接到LCD显示接口，它把经过采样和微处理器(2)处理的结果通过RC口送到LCD显示电路(6)，RA1口为电压过低检测接口，电源电压VCC通过电阻R25和R26的分压取样送往RA1接口，RA4端口的输出信号通过电阻R7，再经三极管Q1放大后连接蜂鸣器LS1，RA3端口为参考电压端输入端，电源VCC通过限流电阻R2后，由稳压管U2稳压保证基本电压不变，C1和C2也起到稳压作用，并滤除杂波对电压的干扰，RA5端口外接串联的两个电阻R5、R6和两个发光二极管D1、D2。
4.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述操作控制电路(3)包括开始测量开关S1、向上累加调整按钮S2、向下递减调整按钮S3、切换显示开关S4和时间设定按钮S5，分别连接到微处理器(2)的RB0、RB1、RB2、RB4和RB5，操作控制电路(3)还设有电源总开关S7。
5.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述实时时钟电路(4)包括实时时钟芯片U4，U4外接电容C7、C8和晶体振荡器，U4的CLK口、DA口和微处理器(2)的RE0、RE1、RE2连接，实现数据传输和控制。
6.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述数据存储电路(5)包括8脚EEPROM芯片U5，是可擦写的存储器，U5由SCL时钟和SDA数据两个接口与微处理器(2)的RC2、RC3端口进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述LCD显示电路(6)包括LCD显示器，LCD显示器连接有灰度背景调节电阻R27和电容C5，C5可滤除电源外界纹波干扰和电压变化，使显示数字不会闪烁。
8.根据权利要求1所述的电子体温计，其特征在于所述与计算机的连接电路(7)包括接口芯片U6，U6和外接电容C11、C12、C13、C14、C15将系统的TTL电平转化为RS-232电平，形成简化的RS-232接口去与计算机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电子体温计，它包括感温电路、微处理器、操作控制电路、实时时钟电路、数据储存电路、LCD显示电路、与计算机的连接电路；本实用新型采用半导体热敏二极管作为感温元件，安装灵活方便、测量快速准确，显示器的笔画颜色可以调节，显示数字不会闪烁，并且还可直接与计算机进行数据传输。
文档编号G01K7/00GK2588348SQ0225885
公开日2003年11月26日 申请日期2002年12月13日 优先权日2002年12月13日
发明者杨杨, 杨玉民 申请人:杨杨