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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	5.2x5.2x1.5mm 贴片 5mA 5VDC 260gf 铜头	SHOUHAN	1	0.0583 20+ 0.0976 200+ 0.0848 600+ 0.0774 2000+ 0.0646 10000+ 0.0583	在线订购
		贴片陶瓷电容	GRM155R71A104KA01D	0402 100nF ±10% 10V X7R	Murata	20	0.0190 50+ 0.0309 500+ 0.0270 1500+ 0.0248 5000+ 0.0209 25000+ 0.0190	在线订购
		贴片陶瓷电容	GRM155R71C103KA01D	0402 10nF ±10% 16V X7R	Murata	1	0.0086 100+ 0.0139 1000+ 0.0122 3000+ 0.0112 10000+ 0.0094 50000+ 0.0086	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05A106MQ5NUNC	0402 10uF ±20% 6.3V X5R	Samsung	10	0.0345 50+ 0.0560 500+ 0.0490 1500+ 0.0449 5000+ 0.0379 25000+ 0.0345	在线订购
		贴片陶瓷电容	CC0402KRX7R9BB102	0402 1nF ±10% 50V X7R	Yageo	2	0.0182 50+ 0.0295 500+ 0.0258 1500+ 0.0237 5000+ 0.0200 25000+ 0.0182	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05A105KA5NQNC	0402 1uF ±10% 25V X5R	Samsung	8	0.0687 20+ 0.1117 200+ 0.0977 600+ 0.0896 2000+ 0.0756 10000+ 0.0687	在线订购
		贴片陶瓷电容	CC0402KRX5R6BB225	0402 2.2uF ±10% 10V X5R	Yageo	2	0.0217 50+ 0.0352 500+ 0.0308 1500+ 0.0282 5000+ 0.0238 25000+ 0.0217	在线订购
		贴片陶瓷电容	0402B272K500NT	0402 2.7nF ±10% 50V X7R	FH	1	0.0110 100+ 0.0175 1000+ 0.0154 3000+ 0.0142 10000+ 0.0120 50000+ 0.0110	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05C330JB5NNNC	0402 33pF ±5% 50V C0G(NP0)	Samsung	4	0.0173 50+ 0.0280 500+ 0.0245 1500+ 0.0225 5000+ 0.0190 25000+ 0.0173	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05A475KP5NRNC	0402 4.7uF ±10% 10V X5R	Samsung	3	0.0348 50+ 0.0566 500+ 0.0494 1500+ 0.0454 5000+ 0.0383 25000+ 0.0348	在线订购
		贴片陶瓷电容	CC0603MRX5R5BB226	0603 22uF ±20% 6.3V X5R	Yageo	12	0.1443 10+ 0.2348 100+ 0.2052 300+ 0.1883 1000+ 0.1587 5000+ 0.1443	在线订购
	--	32位MCU单片机	GD32E103C8T6	1.71V~3.6V ARM®Cortex®-M4 120MHz 128KB Flash 32KB SRAM	GigaDevice	1		在线订购
		运算放大器	LMV321	3V~5.5V 430uA 单运算低功耗放大器	IDCHIP	3	0.2185 10+ 0.3542 100+ 0.3098 300+ 0.2845 1000+ 0.2401 5000+ 0.2185	在线订购
		功率电感	WPN201610H100MT	2.0x1.6x1.0 10uH ±20% DCR=826mΩ 800mA SRF=15MHz	Sunlord	1	0.1849 10+ 0.2992 100+ 0.2618 300+ 0.2405 1000+ 0.2031 5000+ 0.1849	在线订购
		贴片电感	MLZ1608M4R7WT000	0603 4.7uH ±20% DCR=500mΩ 350mA	TDK	1	0.1258 10+ 0.2062 100+ 0.1799 300+ 0.1648 1000+ 0.1386 5000+ 0.1258	在线订购
		贴片电阻	RC-02000FT	贴片电阻 0402 0Ω ±1% 1/16W	FH	2	0.0032 100+ 0.0053 1000+ 0.0046 3000+ 0.0042 10000+ 0.0036 50000+ 0.0032	在线订购
	--	贴片电阻	RC0402FR-071M24L	贴片电阻-1.24MΩ -±1%-1/16W-0402	Yageo	1	0.0025 100+ 0.0039 1000+ 0.0035 3000+ 0.0032 10000+ 0.0027 50000+ 0.0025	在线订购
		贴片电阻	0402WGF1003TCE	贴片电阻 0402 100KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/°C	Uniohm	3	0.0039 100+ 0.0059 1000+ 0.0053 3000+ 0.0049 10000+ 0.0043 50000+ 0.0039	在线订购
		贴片电阻	RC-02W101JT	贴片电阻 0402 100Ω ±5% 1/16W ±200ppm/°C	FH	5	0.0017 100+ 0.0028 1000+ 0.0024 3000+ 0.0022 10000+ 0.0019 50000+ 0.0017	在线订购
		贴片电阻	0402WGJ0103TCE	贴片电阻 0402 10KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/°C	Uniohm	5	0.0026 100+ 0.0041 1000+ 0.0036 3000+ 0.0033 10000+ 0.0028 50000+ 0.0026	在线订购
		贴片电阻	WR04X100JTL	贴片电阻 0402 10Ω ±5% 1/16W -200~+400ppm/℃	Walsin	2	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	AC0402FR-071ML	贴片电阻 0402 1MΩ ±1% 1/16W ±100ppm/°C 100V	Yageo	2	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	RC-02K102JT	贴片电阻 0402 1KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/°C	FH	3	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	0402WGF2003TCE	贴片电阻 0402 200KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/°C	Uniohm	1	0.0018 100+ 0.0029 1000+ 0.0025 3000+ 0.0023 10000+ 0.0020 50000+ 0.0018	在线订购
	--	贴片电阻	RC0402FR-0720KL	贴片电阻-20KΩ -±1%-1/16W-0402	Yageo	1	0.0085 100+ 0.0138 1000+ 0.0120 3000+ 0.0110 10000+ 0.0093 50000+ 0.0085	在线订购
	--	贴片电阻	RC0402FR-07226KL	贴片电阻-226KΩ -±1%-1/16W-0402	Yageo	2	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	RC0402FR-07270RL	贴片电阻-270Ω -±1%-1/16W-0402	Yageo	1	0.0043 100+ 0.0070 1000+ 0.0061 3000+ 0.0056 10000+ 0.0047 50000+ 0.0043	在线订购
	--	贴片电阻	RC0402FR-073K9L	贴片电阻-3.9KΩ -±1%-1/16W-0402	Yageo	1	0.0035 100+ 0.0057 1000+ 0.0050 3000+ 0.0046 10000+ 0.0039 50000+ 0.0035	在线订购
	--	贴片电阻	RC0402FR-07390KL	贴片电阻-390KΩ -±1%-1/16W-0402	Yageo	1	0.0035 100+ 0.0057 1000+ 0.0050 3000+ 0.0046 10000+ 0.0039 50000+ 0.0035	在线订购
	--	贴片电阻	RC0402FR-0747RL	贴片电阻-47Ω -±1%-1/16W-0402	Yageo	1	0.0043 100+ 0.0069 1000+ 0.0061 3000+ 0.0056 10000+ 0.0047 50000+ 0.0043	在线订购
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