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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	0.0577 20+ 0.0976 200+ 0.0848 600+ 0.0774 2000+ 0.0646 10000+ 0.0583 20000+ 0.0579 40000+ 0.0578 60000+ 0.0577	在线订购
		贴片陶瓷电容	GRM155R71A104KA01D	贴片陶瓷电容 0.1uF ±10% 10V X7R 0402	Murata	20	0.0078 100+ 0.0127 1000+ 0.0111 3000+ 0.0102 10000+ 0.0086 50000+ 0.0078	在线订购
		贴片陶瓷电容	GRM155R71C103KA01D	贴片陶瓷电容 10nF ±10% 16V X7R 0402	Murata	1	0.0074 100+ 0.0120 1000+ 0.0105 3000+ 0.0097 10000+ 0.0082 50000+ 0.0074	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05A106MQ5NUNC	贴片陶瓷电容 10uF ±20% 6.3V X5R 0402	Samsung	10	0.0371 50+ 0.0602 500+ 0.0527 1500+ 0.0483 5000+ 0.0407 25000+ 0.0371	在线订购
		贴片陶瓷电容	CC0402KRX7R9BB102	贴片陶瓷电容 1nF ±10% 50V X7R 0402	Yageo	2	0.0150 50+ 0.0244 500+ 0.0214 1500+ 0.0196 5000+ 0.0165 25000+ 0.0150	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05A105KA5NQNC	贴片陶瓷电容 1uF ±10% 25V X5R 0402	Samsung	8	0.0183 50+ 0.0297 500+ 0.0260 1500+ 0.0239 5000+ 0.0201 25000+ 0.0183	在线订购
		贴片陶瓷电容	CC0402KRX5R6BB225	贴片陶瓷电容 2.2uF ±10% 10V X5R 0402	Yageo	2	0.0354 50+ 0.0576 500+ 0.0503 1500+ 0.0462 5000+ 0.0389 25000+ 0.0354	在线订购
		贴片陶瓷电容	0402B272K500NT	贴片陶瓷电容 2.7nF ±10% 50V X7R 0402	FH	1	0.0094 100+ 0.0156 1000+ 0.0136 3000+ 0.0124 10000+ 0.0104 50000+ 0.0094	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05C330JB5NNNC	贴片陶瓷电容 33pF ±5% 50V C0G(NP0) 0402	Samsung	4	0.0129 50+ 0.0208 500+ 0.0182 1500+ 0.0167 5000+ 0.0141 25000+ 0.0129	在线订购
		贴片陶瓷电容	CL05A475KP5NRNC	贴片陶瓷电容 4.7uF ±10% 10V X5R 0402	Samsung	3	0.0297 50+ 0.0483 500+ 0.0422 1500+ 0.0387 5000+ 0.0327 25000+ 0.0297	在线订购
		贴片陶瓷电容	CC0603MRX5R5BB226	贴片陶瓷电容 22uF ±20% 6.3V X5R 0603	Yageo	12	0.0774 20+ 0.1259 200+ 0.1100 600+ 0.1009 2000+ 0.0851 10000+ 0.0774	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	0.2186 10+ 0.3543 100+ 0.3099 300+ 0.2845 1000+ 0.2402 5000+ 0.2186	在线订购
		功率电感	WPN201610H100MT	2.0x1.6x1.0 10uH ±20% DCR=826mΩ 650mA 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	贴片电感 4.7uH 0.12A ±20% 0.65Ω 0603	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 0Ω ±1% 1/16W 0402	FH	2	0.0021 100+ 0.0034 1000+ 0.0030 3000+ 0.0027 10000+ 0.0023 50000+ 0.0021	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-071M24L	贴片电阻 1.24MΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	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 100KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	Uniohm	3	0.0039 100+ 0.0059 1000+ 0.0053 3000+ 0.0049 10000+ 0.0042 50000+ 0.0039	在线订购
	--	贴片电阻	RC-02W101JT	贴片电阻 100Ω ±5% 1/16W ±200ppm/℃ 0402	FH	5	0.0018 100+ 0.0029 1000+ 0.0026 3000+ 0.0023 10000+ 0.0020 50000+ 0.0018	在线订购
		贴片电阻	0402WGJ0103TCE	贴片电阻 10KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	Uniohm	5	0.0024 100+ 0.0038 1000+ 0.0033 3000+ 0.0031 10000+ 0.0026 50000+ 0.0024	在线订购
		贴片电阻	WR04X100JTL	贴片电阻 10Ω ±5% 1/16W -200~+400ppm/℃ 0402	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 1MΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	Yageo	2	0.0040 100+ 0.0064 1000+ 0.0056 3000+ 0.0052 10000+ 0.0044 50000+ 0.0040	在线订购
	--	贴片电阻	RC-02K102JT	贴片电阻 1KΩ ±5% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	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 200KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	Uniohm	1	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	RC0402FR-0720KL	贴片电阻 20KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	Yageo	1	0.0099 100+ 0.0161 1000+ 0.0140 3000+ 0.0129 10000+ 0.0109 50000+ 0.0099	在线订购
		贴片电阻	RC0402FR-07226KL	贴片电阻 226KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	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 270Ω ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	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 3.9KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	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 390KΩ ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	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 47Ω ±1% 1/16W ±100ppm/℃ 0402	Yageo	1	0.0051 100+ 0.0082 1000+ 0.0071 3000+ 0.0066 10000+ 0.0055 50000+ 0.0051	在线订购
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