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基于兆易创新Cortex-M4 MCU的脉搏血氧仪方案

芯片公司：兆易创新（Gigadevice）

发布时间：2020-05-13

方案介绍

本脉搏血氧仪方案，以优秀的国产芯片商兆易创新的高性价比 Cortex-M4 MCU 为主

控，控制各个功能模块的运行，系统架构如下所示：

▪MCU 主控：所有单元的运行载体，通过中断任务调度，实现各单元有序执行

▪采样处理单元：完成生理信号采样和噪声预处理，并输送给算法单元

▪血氧算法单元：完成生理信号的是识别处理，并输出参数结果

▪数据通讯单元：预留通讯串口，可用于将生理参数结果传输至其他主机

▪按键处理单元；响应用户触发的按键消息，实现各种功能

▪GUI 人机交互单元：提供参数显示、功能设置、趋势浏览等交互功能

系统框架.png

参数：

血氧饱和度精度：70~100%；

脉率精度：25~250BPM，±2%或±2%BPM；

弱灌注性能：0.025% 70~100%±2%；

抗运动性能：1~5HZ，0~3cm幅度的运动；

功耗：小于30mA；

可蓝牙连接显示器时刻检测 4秒速测适配三种肤色人群

特色

结合特殊软件采样滤波技术与血氧算法实现0.025%的弱灌注性能。该血氧仪方案还同时具备如下优势：快速出值、宽动态范围、抗运动测量、抗电磁干扰、抗环境光干扰、手指脱落识别以及呼吸测量等功能。

系统方块图

血氧仪原理框图.png

核心器件

图片	数据手册	商品名称	产品型号	产品描述	品牌	单机用量	价格	操作
		轻触开关	TS5215A	轻触开关 5.25.21.5mm （441.5mm）触点电流：50mA 额定电压(DC)：12V 电路结构：单刀单掷安装方式：立贴按钮形状：圆形按钮	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	在线订购
		贴片电容（MLCC）	GRM155R71A104KA01D	贴片电容（MLCC） 0402 100nF ±10% 10V X7R	Murata	20	0.0068 100+ 0.0110 1000+ 0.0096 3000+ 0.0088 10000+ 0.0075 50000+ 0.0068	在线订购
		贴片电容（MLCC）	GRM155R71C103KA01D	贴片电容（MLCC） 0402 10nF ±10% 16V X7R	Murata	1	0.0080 100+ 0.0130 1000+ 0.0114 3000+ 0.0105 10000+ 0.0088 50000+ 0.0080	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CL05A106MQ5NUNC	贴片电容（MLCC） 0402 10µF ±20% 6.3V X5R	Samsung	10	0.0172 50+ 0.0279 500+ 0.0244 1500+ 0.0224 5000+ 0.0189 25000+ 0.0172	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CC0402KRX7R9BB102	贴片电容（MLCC） 0402 1nF ±10% 50V X7R	Yageo	2	0.0034 100+ 0.0055 1000+ 0.0048 3000+ 0.0044 10000+ 0.0037 50000+ 0.0034	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CL05A105KA5NQNC	贴片电容（MLCC） 0402 1µF ±10% 25V X5R	Samsung	8	0.0110 100+ 0.0179 1000+ 0.0156 3000+ 0.0144 10000+ 0.0121 50000+ 0.0110	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CC0402KRX5R6BB225	贴片电容（MLCC） 0402 2.2µF ±10% 10V X5R	Yageo	2	0.0329 50+ 0.0535 500+ 0.0468 1500+ 0.0429 5000+ 0.0362 25000+ 0.0329	在线订购
		贴片电容（MLCC）	0402B272K500NT	贴片电容（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	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CL05C330JB5NNNC	贴片电容（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	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CL05A475KP5NRNC	贴片电容（MLCC） 0402 4.7µF ±10% 10V X5R	Samsung	3	0.0192 50+ 0.0311 500+ 0.0272 1500+ 0.0250 5000+ 0.0211 25000+ 0.0192	在线订购
		贴片电容（MLCC）	CC0603MRX5R5BB226	贴片电容（MLCC） 0603 22µF ±20% 6.3V X5R	Yageo	12	0.0833 20+ 0.1355 200+ 0.1185 600+ 0.1087 2000+ 0.0916 10000+ 0.0833	在线订购
		32位MCU微控制器	GD32E103C8T6	CPU内核：ARM Cortex-M4 CPU最大主频：120MHz 工作电压范围：1.71V~3.6V 内部振荡器：有外部时钟频率范围：4MHz~32MHz 程序 FLASH容量：64KB RAM总容量：20KB	GigaDevice	1	4.7367 1+ 7.7592 10+ 6.7708 30+ 6.2056 100+ 5.2173 500+ 4.7367	在线订购
		通用放大器	LMV321	低功耗单运算放大器	IDCHIP	3	0.2195 10+ 0.3552 100+ 0.3109 300+ 0.2855 1000+ 0.2411 5000+ 0.2195	在线订购
		功率电感	WPN201610H100MT	功率电感 10µH ±20% 2016 1.00mm 2.00 x 1.60mm 826mΩ 650mA 15MHz	Sunlord	1	0.1849 10+ 0.2992 100+ 0.2618 300+ 0.2405 1000+ 0.2031 5000+ 0.1849	在线订购
		信号/去耦电感	MLZ1608M4R7WT000	信号/去耦电感 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	在线订购
	--	贴片电阻	RC-02000FT	贴片电阻 0402 0Ω ±1% 1/16W	FH	2	0.0014 100+ 0.0023 1000+ 0.0020 3000+ 0.0018 10000+ 0.0015 50000+ 0.0014	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-071M24L	贴片电阻 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	在线订购
		贴片电阻	0402WGF1003TCE	贴片电阻 0402 100KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Uniohm	3	0.0026 100+ 0.0039 1000+ 0.0035 3000+ 0.0032 10000+ 0.0028 50000+ 0.0026	在线订购
	--	贴片电阻	RC-02W101JT	贴片电阻 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	在线订购
		贴片电阻	0402WGJ0103TCE	贴片电阻 0402 10KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/℃	Uniohm	5	0.0016 100+ 0.0025 1000+ 0.0022 3000+ 0.0020 10000+ 0.0017 50000+ 0.0016	在线订购
		贴片电阻	WR04X100JTL	贴片电阻 0402 10Ω ±5% 1/16W -200~+400ppm/℃	Walsin	2	0.0021 100+ 0.0034 1000+ 0.0029 3000+ 0.0027 10000+ 0.0023 50000+ 0.0021	在线订购
		贴片电阻	AC0402FR-071ML	贴片电阻 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	在线订购
	--	贴片电阻	RC-02K102JT	贴片电阻 0402 1KΩ ±5% 62.5mW ±100ppm/℃	FH	3	0.0012 100+ 0.0019 1000+ 0.0017 3000+ 0.0016 10000+ 0.0014 50000+ 0.0012	在线订购
		贴片电阻	0402WGF2003TCE	贴片电阻 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	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-0720KL	贴片电阻 0402 20KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0100 100+ 0.0163 1000+ 0.0142 3000+ 0.0131 10000+ 0.0110 50000+ 0.0100	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-07226KL	贴片电阻 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	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-07270RL	贴片电阻 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	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-073K9L	贴片电阻 0402 3.9KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃	Yageo	1	0.0041 100+ 0.0066 1000+ 0.0058 3000+ 0.0053 10000+ 0.0045 50000+ 0.0041	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-07390KL	贴片电阻 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	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-0747RL	贴片电阻 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	在线订购
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