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基于兆易創(chuàng)新Cortex-M4 MCU的脈搏血氧儀方案

芯片公司：兆易創(chuàng)新（Gigadevice）

發(fā)布時間：2020-05-13

方案介紹

本脈搏血氧儀方案，以優(yōu)秀的國產(chǎn)芯片商兆易創(chuàng)新的高性價比 Cortex-M4 MCU 為主

控，控制各個功能模塊的運行，系統(tǒng)架構(gòu)如下所示：

?MCU 主控：所有單元的運行載體，通過中斷任務(wù)調(diào)度，實現(xiàn)各單元有序執(zhí)行

?采樣處理單元：完成生理信號采樣和噪聲預處理，并輸送給算法單元

?血氧算法單元：完成生理信號的是識別處理，并輸出參數(shù)結(jié)果

?數(shù)據(jù)通訊單元：預留通訊串口，可用于將生理參數(shù)結(jié)果傳輸至其他主機

?按鍵處理單元；響應(yīng)用戶觸發(fā)的按鍵消息，實現(xiàn)各種功能

?GUI 人機交互單元：提供參數(shù)顯示、功能設(shè)置、趨勢瀏覽等交互功能

系統(tǒng)框架.png

參數(shù)：

血氧飽和度精度：70~100%；

脈率精度：25~250BPM，±2%或±2%BPM；

弱灌注性能：0.025% 70~100%±2%；

抗運動性能：1~5HZ，0~3cm幅度的運動；

功耗：小于30mA；

可藍牙連接顯示器時刻檢測 4秒速測適配三種膚色人群

特色

結(jié)合特殊軟件采樣濾波技術(shù)與血氧算法實現(xiàn)0.025%的弱灌注性能。該血氧儀方案還同時具備如下優(yōu)勢：快速出值、寬動態(tài)范圍、抗運動測量、抗電磁干擾、抗環(huán)境光干擾、手指脫落識別以及呼吸測量等功能。

系統(tǒng)方塊圖

血氧儀原理框圖.png

核心器件

圖片	數(shù)據(jù)手冊	商品名稱	產(chǎn)品型號	產(chǎn)品描述	品牌	單機用量	價格	操作
		輕觸開關(guān)	TS5215A	輕觸開關(guān) 5.25.21.5mm （441.5mm）觸點電流：50mA 額定電壓(DC)：12V 電路結(jié)構(gòu)：單刀單擲安裝方式：立貼按鈕形狀：圓形按鈕	SHOUHAN	1	0.0579 20+ 0.0979 200+ 0.0851 600+ 0.0777 2000+ 0.0649 10000+ 0.0586 20000+ 0.0582 40000+ 0.0581 60000+ 0.0579	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	GRM155R71A104KA01D	貼片電容（MLCC） 0402 100nF ±10% 10V X7R	Murata	20	0.0065 100+ 0.0105 1000+ 0.0092 3000+ 0.0084 10000+ 0.0071 50000+ 0.0065	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	GRM155R71C103KA01D	貼片電容（MLCC） 0402 10nF ±10% 16V X7R	Murata	1	0.0068 100+ 0.0110 1000+ 0.0096 3000+ 0.0088 10000+ 0.0074 50000+ 0.0068	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CL05A106MQ5NUNC	貼片電容（MLCC） 0402 10μF ±20% 6.3V X5R	Samsung	10	0.0143 50+ 0.0233 500+ 0.0203 1500+ 0.0187 5000+ 0.0157 25000+ 0.0143	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CC0402KRX7R9BB102	貼片電容（MLCC） 0402 1nF ±10% 50V X7R	Yageo	2	0.0034 100+ 0.0054 1000+ 0.0048 3000+ 0.0044 10000+ 0.0037 50000+ 0.0034	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CL05A105KA5NQNC	貼片電容（MLCC） 0402 1μF ±10% 25V X5R	Samsung	8	0.0099 100+ 0.0161 1000+ 0.0141 3000+ 0.0130 10000+ 0.0109 50000+ 0.0099	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CC0402KRX5R6BB225	貼片電容（MLCC） 0402 2.2μF ±10% 10V X5R	Yageo	2	0.0331 50+ 0.0539 500+ 0.0471 1500+ 0.0432 5000+ 0.0364 25000+ 0.0331	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	0402B272K500NT	貼片電容（MLCC） 0402 2.7nF ±10% 50V X7R	FH	1	0.0163 50+ 0.0270 500+ 0.0235 1500+ 0.0215 5000+ 0.0180 25000+ 0.0163	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CL05C330JB5NNNC	貼片電容（MLCC） 0402 33pF ±5% 50V C0G(NP0)	Samsung	4	0.0129 50+ 0.0208 500+ 0.0182 1500+ 0.0167 5000+ 0.0141 25000+ 0.0129	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CL05A475KP5NRNC	貼片電容（MLCC） 0402 4.7μF ±10% 10V X5R	Samsung	3	0.0171 50+ 0.0277 500+ 0.0242 1500+ 0.0222 5000+ 0.0188 25000+ 0.0171	在線訂購
		貼片電容（MLCC）	CC0603MRX5R5BB226	貼片電容（MLCC） 0603 22μF ±20% 6.3V X5R	Yageo	12	0.0786 20+ 0.1279 200+ 0.1118 600+ 0.1026 2000+ 0.0864 10000+ 0.0786	在線訂購
		32位MCU微控制器	GD32E103C8T6	CPU內(nèi)核：ARM Cortex-M4 CPU最大主頻：120MHz 工作電壓范圍：1.71V~3.6V 內(nèi)部振蕩器：有外部時鐘頻率范圍：4MHz~32MHz 程序 FLASH容量：64KB RAM總?cè)萘浚?0KB	GigaDevice	1	5.0371 1+ 8.2512 10+ 7.2002 30+ 6.5992 100+ 5.5481 500+ 5.0371	在線訂購
		運算放大器	LMV321	低功耗單運算放大器	IDCHIP	3	0.2195 10+ 0.3552 100+ 0.3109 300+ 0.2855 1000+ 0.2411 5000+ 0.2195	在線訂購
		功率電感	WPN201610H100MT	功率電感 10μH ±20% 2016 1.00mm 2.00 x 1.60mm 826mΩ 650mA 15MHz	Sunlord	1	0.1145 20+ 0.1852 200+ 0.1621 600+ 0.1488 2000+ 0.1257 10000+ 0.1145	在線訂購
		固定電感器	MLZ1608M4R7WT000	信號/去耦電感 4.7μH ±20% 350mA 500mΩ 0603 1.60 x 0.80mm 0.95mm	TDK	1	0.1619 10+ 0.2654 100+ 0.2315 300+ 0.2122 1000+ 0.1783 5000+ 0.1619	在線訂購
	--	貼片電阻	RC-02000FT	貼片電阻 0402 0Ω ±1% 1/16W	FH	2	0.0014 100+ 0.0022 1000+ 0.0020 3000+ 0.0018 10000+ 0.0015 50000+ 0.0014	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-071M24L	貼片電阻 0402 1.24MΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0026 100+ 0.0042 1000+ 0.0037 3000+ 0.0034 10000+ 0.0029 50000+ 0.0026	在線訂購
		貼片電阻	0402WGF1003TCE	貼片電阻 0402 100KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Uniohm	3	0.0017 100+ 0.0026 1000+ 0.0023 3000+ 0.0021 10000+ 0.0019 50000+ 0.0017	在線訂購
	--	貼片電阻	RC-02W101JT	貼片電阻 0402 100Ω ±5% 62.5mW ±200ppm/℃	FH	5	0.0013 100+ 0.0021 1000+ 0.0018 3000+ 0.0017 10000+ 0.0014 50000+ 0.0013	在線訂購
		貼片電阻	0402WGJ0103TCE	貼片電阻 0402 10KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/℃	Uniohm	5	0.0014 100+ 0.0022 1000+ 0.0019 3000+ 0.0018 10000+ 0.0015 50000+ 0.0014	在線訂購
		貼片電阻	WR04X100JTL	貼片電阻 0402 10Ω ±5% 1/16W -200~+400ppm/℃	Walsin	2	0.0013 100+ 0.0021 1000+ 0.0018 3000+ 0.0017 10000+ 0.0014 50000+ 0.0013	在線訂購
		貼片電阻	AC0402FR-071ML	貼片電阻 0402 1MΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	2	0.0039 100+ 0.0063 1000+ 0.0055 3000+ 0.0050 10000+ 0.0043 50000+ 0.0039	在線訂購
	--	貼片電阻	RC-02K102JT	貼片電阻 0402 1KΩ ±5% 62.5mW ±100ppm/℃	FH	3	0.0012 100+ 0.0019 1000+ 0.0017 3000+ 0.0016 10000+ 0.0013 50000+ 0.0012	在線訂購
		貼片電阻	0402WGF2003TCE	貼片電阻 0402 200KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Uniohm	1	0.0015 100+ 0.0023 1000+ 0.0021 3000+ 0.0019 10000+ 0.0016 50000+ 0.0015	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-0720KL	貼片電阻 0402 20KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0099 100+ 0.0161 1000+ 0.0141 3000+ 0.0129 10000+ 0.0109 50000+ 0.0099	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-07226KL	貼片電阻 0402 226KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	2	0.0030 100+ 0.0048 1000+ 0.0042 3000+ 0.0039 10000+ 0.0033 50000+ 0.0030	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-07270RL	貼片電阻 0402 270Ω ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0051 100+ 0.0082 1000+ 0.0072 3000+ 0.0066 10000+ 0.0056 50000+ 0.0051	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-073K9L	貼片電阻 0402 3.9KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0033 100+ 0.0053 1000+ 0.0046 3000+ 0.0042 10000+ 0.0036 50000+ 0.0033	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-07390KL	貼片電阻 0402 390KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0040 100+ 0.0065 1000+ 0.0057 3000+ 0.0053 10000+ 0.0044 50000+ 0.0040	在線訂購
		貼片電阻	RC0402FR-0747RL	貼片電阻 0402 47Ω ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0044 100+ 0.0071 1000+ 0.0062 3000+ 0.0057 10000+ 0.0048 50000+ 0.0044	在線訂購
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