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                如何快速设计」脉搏血氧仪?

                发布时间:2020-08-31 责任编辑:wenwei

                【导读】脉搏血氧仪(如图1所示)通过测量手指氧合血和去氧血对红外和红色光吸收的变化,无创地监测心率和血氧饱和度。正常情况下,健康人的血氧饱和度在95%到100%范围内。使用像图1所示的血氧仪测量血氧饱和度有助于监测我们的健康状况,而这正变得越来越@流行。
                 
                如↓何快速设计脉搏血氧仪?
                图1 指夹式脉搏血氧仪
                 
                TI提供了基于MSP430FR235x单片机及其内部集成的4x智能模拟组合(SAC)实现的单芯片脉博血氧仪系统解决方案。智能模拟组合(SAC)是TI MSP430FR235x特有的外设,可由用户软件配置成不同应用模式,用于输入或输出路径╱的模拟信号调理。具体的应用模式如图2所示:
                 
                如何快速设计脉搏血氧仪?
                图 2 智能模拟组合(SAC)框图和模式
                 
                系统框图如图3所示:
                 
                如何快速设计脉搏血氧仪?
                图3 脉搏血氧仪系统框图示例
                 
                MSP430FR2355单片机作为方案的主控MCU,可为脉搏血氧仪系统提供以下功能和特性:
                 
                1、 MSP430FR2355单芯片方〓案,有效省去外∏部运放和DAC,降低系统复杂度和成︽本。
                 
                2、 MSP430FR2355片上集成4个智能模拟组合(SAC),每一个SAC可被配置成运算放大器(OPA),可编程增益放大器(PGA),或者12位DAC。
                 
                上述脉◤搏血氧仪方案中:
                 
                a) 2个SAC配置成两路12位分辨率的电流DAC,实现IR/RED发光管的可调恒流驱动;
                 
                b) 1个SAC配置成只有50pA偏置电流的跨阻放大器(TIA),实现Photodiode电流↑转电压;
                 
                c) 1个SAC配置成32倍增益的可编程增益放大器(PGA),配合DAC实现信号的直流补偿和交流成分放大;
                 
                3、 片上集成12位ADC和1.5/2.0/2.5V可调参考电压〒源。ADC通道与SAC输出内部连接,有效→降低了PCB布线复杂度和噪声干扰;
                 
                4、 I2C和SPI接口可以满足单片机与方向卐传感器、LCD/OLED屏的通讯要求;
                 
                5、 片上集成的定时器模块可以输出多路PWM信号以驱动蜂鸣器、LCD背光电荷泵等装置;
                 
                6、 低至42nA的超低待机电↙流,和待机模式下的GPIO唤醒功能,可以为电池供电的血氧仪系统提供更长待机时间⌒和快速按键唤醒。
                 
                MSP430FR235x系∑ 列单片机是TI推出的超低功耗、低成本,具有丰富模拟信号链资源的16位RISC MCU,其低功耗㊣ 的优点和VQFN32(4*4mm)的封装极适合应用于便携设备。图4展示了MSP430FR235x丰富的片上模拟和数字资源。
                 
                如何快速设计脉搏血氧仪?
                图4 MSP430FR235x片上资源
                 
                本文中详细介绍的TI 器件,以及丰富的线上软硬件资源,将助力工程师快速设∞计血氧仪。如您有关于如何设计血氧仪的需求,我们的团队时刻为您提供①强有力的技术支持。
                 
                更多资源:
                 
                1) https://www.ti.com/lit/an/slaa897/slaa897.pdf 
                 
                2) https://e2e.ti.com/blogs_/b/process/archive/2018/09/07/designing-a-blood-glucose-meter-and-pulse-oximeter-with-the-msp430-mcu-smart-analog-combo
                 
                 
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