手持式红外测温枪方案分享

 本方案的MCU采用了华大半导体的HC32L136系列带LCD显示的超低功耗MCU。因其在超低功耗和突出的性能表现以及极具竞争力的价格，非常适合手持电池供电设备。HC32L136J8TA和HC32L136K8TA本身带有段码显示驱动，最大支持288段LCD段码屏。比较器(VC)和低电压检测器(LVD)可以直接就来检测电池的电量，这种方式对电池进行检测与用ADC检测相比，此方法不需要CPU的干预，因此速度更快，功耗更低并且在MCU深度休眠的时候，同样可以进行电量的检测。三路普通运放可以完成对热电堆NTC环境温度的信号处理及50Hz陷波电路。蜂鸣器频率发生器，可以省去驱动电路。芯片内部RTC可以进行定时定点的设置实现按时提醒测量体温。
     方案的电源部分可以是2节、3节或4节干电池供电。如果采用2节电池供电可以省略LDO，系统电路的电源都直接由电池提供。采用3节电池供电的情况下，HC32L136芯片是可以直接适用的，因为MCU工作电压范围是1.8～5.5V，但如果其它电路不支持宽电压工作，就需要增加额外的LDO电路为其它电路供电。采用4节电池供电的情况，电源电路需要加LDO为电路供电。
     热电堆的参考电源选用低功耗，高精度的RS3002或BL8062芯片生成1.5V电压为其提供参考源，这样整个测量温度范围可以扩大。
     由于热电堆的输出电阻较高，因此运放部分的拓扑宜采用同相放大器，放大倍数大概需要 500 倍以上，需要预留低通滤波以降低输出噪声，为了尽量提高温度的分辨率，要求运放的 1/f 噪声小于 5uVpp，同时直流失调电压小于 10uV，电路中的运放 RS8551 是润石科技推出的一款自稳零零漂运放，具有超低的失调电压，非常适合用于 DC 或者低频信号放大。
    本方案选用的芯片主要参数如下：
HC32L136系列MCU：
Ø  48MHz Cortex-M0+ 32 位 CPU 平台
Ø  0.5μA @ 3V 深度睡眠模式：
Ø  0.9μA @3V 深度睡眠模式+ RTC 工作
Ø  4μS 超低功耗唤醒时间，使模式切换更加灵活高效，系统反应更为敏捷
Ø  64K 字节 FLASH 存储器，具有擦写保护功能
Ø  8K 字节 RAM 存储器，附带奇偶校验，增强系统的稳定性
Ø  通用 I/O 管脚 (56IO/64PIN, 40IO/48PIN)
Ø  内部高速时钟 4/8/16/22.12/24MHz
Ø  内部低速时钟 32.8/38.4KHz
Ø  多达7路定时器/计数器
Ø  丰富的UART、LPUAT、SPI、I2C通讯接口
Ø  蜂鸣器频率发生器，支持互补输出
Ø  硬件万年历 RTC 模块
Ø  4*40 / 6*38 / 8*36 LCD 驱动
Ø  12位1Msps采样的高速高精度 SARADC，内置运放，可测量外部微弱信号
Ø  集成 3 个多功能运算放大器
Ø  集成 6 位 DAC 和可编程基准输入的 2路电压比较器
Ø  集成低电压侦测器，可配置 16 阶比较电平，可监控端口电压以及电源电压
Ø  工作条件：-40 ~ 85℃，1.8 ~ 5.5V
Ø  封装形式：LQFP64/48
RS8551运放：
Ø  宽工作电压范围：2.5V~5.5V；
Ø  超低失调电压：典型值 1uV值 ，最大值 5uV；
Ø  超低温度漂移：典型值 5nV/°C，最大值 50nV/°C；
Ø  超低输入偏置电流：50pA；
Ø  单位增益带宽：4.5MHz；
Ø  静态电流：640uA 每通道；
Ø  0.01Hz~10Hz 噪声：0.75uVpp。
RS3002系列LDO:
Ø  宽输入电压范围：2.5V~36V；
Ø  输出电流持续：150mA；
Ø  超低静态电流：2.5uA；
Ø  低压差：10mV/mA；
Ø  超高 PSRR：54dB@1KHz；
Ø  输出电压精度可选：1% 或者 2.5%；
Ø  多种固定输出电压可选，有SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5 封装可选。
BL8062系列LDO:
Ø  宽输入电压范围：2.5V~16V；
Ø  输出电流持续：250mA；
Ø  超低静态电流：3uA；
Ø  低压差：211mV@100mA (Vout=3.3V)，418mV@200mA (Vout=3.3V)；
Ø  输出电压精度可选：±1% 或者 ±2%；
Ø  多种固定输出电压可选，有SOT-23-3，SOT-89-3 封装可选。

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