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El diseño de un termómetro de frente incluye un microcontrolador con ADC, administración de energía y conectividad para aplicaciones de atención médica.
El diseño de referencia de NXP Semiconductor para un termómetro de frente se basa en el microcontrolador K32L2B. Es una solución sofisticada diseñada para aplicaciones alimentadas por baterías de bajo consumo y sensibles a los costos. Este diseño se basa en un núcleo ARM Cortex-M0+ de 48 MHz y admite memoria flash de 256 KB, lo que lo hace potente pero eficiente. La serie MCU presenta una rica combinación de periféricos analógicos e interfaces digitales, específicamente dirigida a aplicaciones donde minimizar el costo y el consumo de energía es fundamental.
Una de las características clave de este diseño es el ADC (convertidor analógico a digital) multicanal integrado de 16 bits. Este ADC es crucial para adquirir las señales del sensor de temperatura infrarrojo y medir el voltaje de la batería. La precisión del ADC de la MCU es bastante alta, alcanzando 13,9 bits en modo de extremo único y 14,5 bits en modo diferencial. Gracias a esta precisión, el termómetro alcanza una impresionante precisión de medición de temperatura de 0,1 grados.
El diseño también incluye un DAC (convertidor de digital a analógico) de 12 bits que polariza amplificadores operacionales externos. Este DAC elimina la necesidad de un chip de conversión de nivel externo y también puede proporcionar un voltaje de referencia de 1,2 V con una capacidad de carga de 1 mA. Además, el diseño incluye una pantalla SLCD (Segment LCD) de bajo consumo que admite segmentos de 24×8 o 28×4. Los pines SLCD son versátiles y funcionan como puertos comunes y de segmento o para otras funciones IO.
La conectividad en este diseño se mejora al integrar tres canales I2C. Estos canales están configurados para que uno se conecte a un sensor infrarrojo digital o un sensor de proximidad, otro se conecte a un sensor de temperatura digital de alta precisión como el PCT2075 y el tercero se pueda configurar para comunicaciones estándar I2C, UART o SPI usando FlexIO. . Además, el diseño utiliza PWM (modulación de ancho de pulso) para controlar indicadores LED o alarmas sonoras y puede admitir funciones de reproducción de voz.
Otro punto a destacar es la interfaz USB, que tiene una interfaz de dispositivo USB FS 2.0 que no requiere cristal adicional. En términos de memoria y eficiencia energética, la variante K32L2B11VLH0A con 64K Flash y 32K RAM es particularmente adecuada para termómetros de frente. Tiene un bajo consumo de energía durante el funcionamiento y el modo de suspensión profunda y tiene un modo de despertar rápido de menos de 10 microsegundos.
La capacidad del flash de 64K satisface adecuadamente las necesidades de almacenamiento de parámetros de calibración, datos de voz y más. La serie MCU también ofrece una amplia gama de hojas de ruta de productos que admiten compatibilidad total con la función PIN y la opción de agregar nuevas funciones como Bluetooth y escaneo de códigos QR.
El diseño incluye un gestor de arranque ROM integrado, que es extremadamente útil para actualizaciones en línea y calibración de parámetros de temperatura. El reloj interno incorporado de alta precisión es esencial para la producción de firmware de fábrica.
NXP Semiconductor probó este diseño de referencia. El volumen de suministro incluye una lista de piezas (BOM), diagramas de circuitos, etc. Se pueden encontrar más datos de diseño de referencia en el sitio web de la empresa. Para obtener más información sobre este diseño de referencia, haga clic aquí.
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