基于1.0um MGLV COMS标准工艺实现体温计量电路的设计

摘要

传统的水银体温计可能造成汞污染，还有等待时间长、读数不便、并且难以对人体体温进行连续的监测等缺点。相对而言，数字体温计有较轻便体积相对小、使用时测量等待的时间较短，使用起来较为方便，采用了LCD、LED等来显示所测量的温度，读数比较直观，并且对上次测量温度有存储功能等优点。故而人们将人体体温计如何实现数字化作为一个长久以来不断努力的目标。
　　 本文概述了体温计量数字化的优势和原理，当前体温计量的主要方法，以及数字体温计的功能要求。根据体温测量本身的特点，采用了基于线性插值法，并解决了温度模拟量转化成数字模拟量的问题，完成了体温计量系统的设计，把温度模拟量转化为敏感振荡器的频率，频率测量的是由规定时间内有几个脉冲来实现;采用了脉冲调节电路，两次调节脉冲的频率，实现了对温度参数之间与热敏电阻的阻值之间的关系线性化的转化。研究了CMOS电路功耗的构成及产生的具体原因，讲述了如何降低功耗采用的主要方法，然后按照低功耗的相应要求设计了具体的体温计量电路。
　　 体温计量电路的设计采用的是无锡上华(CSMC)1.0μm MGLV OMOS的工艺标准。对电路的具体仿真测试是采用了SPECTRE及Verilog XL等仿真工具软件，仿真结果显示了所设计体温计系统电路在+32.0℃～+42.0℃(+90.0°F～+108.0°F)的温度范围内具有±0.1℃(±0.2°F)的精度，并可提供华氏和摄氏两种温度结果。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 背景及意义

1．2 国内外研究的现状

1．3 选题的理论基础

1．3．1 摄氏温标的实现

1．3．2 华氏温标的实现

1．4 本文的研究目标及主要内容

第二章 体温计芯片功能设计与模块划分

2．1 系统功能定义和设计要求

2．1．1 系统功能定义

2．1．2 设计指标

2．1．3 管脚定义

2．1．4 芯片管脚原理图

2．1．5 芯片管脚封装图

2．2 功能模块划分及说明

2．3 工作模式

第三章 主要电路模块功能设计与仿真

3．1 上电复位模块

3．1．1 基于延时上电复位电路

3．1．2 上电复位电路仿真结果

3．2 测温计数模块

3．3 温度比较模块

3．3．1 锁存、比较单元LAEE

3．3．2 十三位锁存比较器

3．4 脉冲调节器

3．4．1 八位减法比例乘法器

3．4．2 ROM查找表

第四章 电路版图设计

4．1 数字体温计芯片电路的版图设计

4．1．1 MGLV工艺概述

4．1．2 模块版图

4．1．3 DRC和LVS检查

4．2 版图小结

总结与展望

参考文献

致谢