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前言脈率（PR）是每分鐘的脈搏數(shù)，正常情況下脈率和心率是一致的。正常人脈率規(guī)則，不會出現(xiàn)脈搏間隔時間長短不一的現(xiàn)象。正常人脈搏強弱均等，不會出現(xiàn)強弱交替的現(xiàn)象。另外，運動和情緒激動時可使脈搏增快，而休息、睡眠則使脈搏減慢。成人脈率每分鐘超過100次，稱為心動過速；每分鐘低于60次，稱為心動過緩。 除心率、血壓、呼吸頻率和溫度外，脈搏血氧(PO)被認為是排在第5位的最關(guān)鍵健康狀況指標。血紅蛋白(Hb)是血細胞的重要組成部分，它負責將氧氣從肺部輸送到身體的其它組織。

血紅蛋白在任一時刻所含的氧氣量被稱為氧飽和度。氧飽和度以百分比表示，它是血紅蛋白的含氧量與血紅蛋白攜氧能力之比。血氧飽和度是反映人體呼吸功能及氧含量是否正常，顯示我們?nèi)梭w各組織是否健康的一個重要生理參數(shù)，一般認為血氧飽度正常值應不低于94%，在94%以下被視為供氧不足。嚴重缺氧會直接導窒息、休克、死亡等悲劇的發(fā)生。在歐美等發(fā)達國家，人們對血氧的監(jiān)測相當重視，血氧儀已經(jīng)有很高的普及率。 為加速終端客戶開發(fā)血糖儀方案的設計流程，廣芯微結(jié)合自身MCU芯片特點，推出了血氧儀方案參考設計。

方案速覽方案簡介

(資料圖片)

UM321xA系列芯片是廣芯微電子（廣州）股份有限公司研制的基于ARMCortex-M0+內(nèi)核的超低功耗、Low Pin Count、寬電壓工作范圍的32位IoTP處理器SoC芯片系列，重點面向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)便攜式傳感測量系統(tǒng)中的電池應用場景。依據(jù)行業(yè)應用場景的具體應用需求，芯片系統(tǒng)采用了獨特的低功耗設計技術(shù)，內(nèi)部集成了CAN、12位SAR ADC、UART、SPI、QSPI、I2C等通用外圍通訊接口，ADC、OPA、比較器等傳感獲取接口，以及LPUART、LPTIMER、WDT等超低功耗模塊接口。具有高整合度、高抗干擾、高可靠性和超低功耗等技術(shù)特點。內(nèi)置RC高頻和低頻振蕩器，支持免晶振應用。支持KeilMDK集成開發(fā)環(huán)境，支持C語言和匯編語言進行軟件開發(fā)。

本方案基于UM3213A芯片，主頻32MHz，內(nèi)置64KB閃存，提供最大35個GPIO，內(nèi)部集成有一路OPA和8通道1Msps ADC，大大簡化外圍電路設計，此外低至0.48uA超低功耗能夠大大延長脈搏血氧儀的使用時長。

硬件組成如下： （1）MCU主控芯片：UM3213A ARM Cortex-M0+超低功耗芯片； （2）血氧飽和度和脈率檢測：用兩束不同波長的光（如660nm的紅光和905/940nm的近紅外光）通過透鏡照射人體指端，而由光敏器件獲取測量信號，其中兩個光源通過兩個IO分時控制。使用三級OPA將測量信號放大，由低通濾波濾除高頻干擾信號，其中每級OPA放大后都有一路ADC通道進行采樣，即使用三個ADC通道采樣光敏信號； （3）電池電量檢測：2節(jié)1.5V AAA電池直接用于脈搏血氧儀供電，省去外部LDO。使用ADC內(nèi)部通道采集VDDCore電壓，經(jīng)過換算計算出電池電量； （4）顯示屏：使用128*64分辨率的OLED顯示脈率、血氧飽和度和電量信息； （5）按鍵：用于喚醒系統(tǒng)低功耗狀態(tài)，使系統(tǒng)進入工作狀態(tài)； （6）串口：用于系統(tǒng)研發(fā)調(diào)試和后期維護。

方案功耗

本方案與市場兩家主流廠家的兩款產(chǎn)品進行了工作功耗和待機功耗對比，對比數(shù)據(jù)如下。

方案功能與優(yōu)勢

方案功能： （1）脈率和血氧飽和度檢測 ； （2）無手指自動關(guān)機，節(jié)約電量； （3）電池電量檢測，時刻了解剩余電量； （4）OLED界面4向顯示切換； （5）脈率和血氧飽和度異常提示，及時反饋身體異常狀態(tài) 。 方案優(yōu)勢： （1）超低功耗 ，超長待機； （2）高集成，外圍電路簡單，成本低廉； （3）快速喚醒，快速啟動； （4）方案功能全面，大幅縮短開發(fā)周期。

軟件介紹

（1）系統(tǒng)上電后先進入低功耗狀態(tài)，即關(guān)機狀態(tài)。通過喚醒按鍵喚醒系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，即開機進入運行狀態(tài)； （2）開機后系統(tǒng)通過光敏器件接收紅光/紅外光信號檢測是否有手指，若持續(xù)一段時間檢測不到手指，系統(tǒng)自動關(guān)機； （3）若檢測到手指，則進行脈搏血氧檢測、電池電量檢測和按鍵切換界面顯示方向三個任務。屏幕顯示脈率、血氧飽和度、電量和低脈率低血氧飽和度提示的信息； （4）重復檢測手指是否不在，若在，重復（3）到（4）。若不在，系統(tǒng)自動關(guān)機。

通用的開發(fā)環(huán)境硬件環(huán)境MCU平臺：UM3213A 調(diào)試器：ARM V9仿真器軟件環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows 編譯器：Keil MDK V5.25 編譯語言：C

編輯：黃飛