基于MSP430单片机的血氧仪的设计与实现

作者:彭克勤 刊名:《数码世界》 上传者:商婷婷

【摘要】血氧仪测量的都是临床医疗上重要的基础数据。基于MSP430f5419的血氧仪,是以MSP430f5419单片机为核心、采用TI的AFE4401芯片做为血氧采集部分、外接OLED显示屏的一款便携式血氧仪。本文阐述了此类便携式血氧仪的一个设计方案和软硬件实现方法。

全文阅读

技术交流 基于 MSP430单片机 的血氧仪 的设计与实现 彭克勤 北京信息科技大学 摘要 :血氧仪测量的都是临床医疗上重要 的基础数据 。基于 MSP450f541 9的血氧仪 ,是 以 MSP4$Of541 9单片机为核心、采用 TI 的 AFE4401芯 片做为血氧采集部分、外接 OLED显示屏的一款便携式血氧仪。本文阐述 了此类便携式血 氧仪的一个设计方案和 软硬件实现方法。 关键字 :单片机 MSP4$Of541 9血氧仪 AFE4401 1项 目背景 生活水平的提高,越来越多的人选择购买一些医疗设备如 血氧仪等来使用,因而医用设备开始往小型化、智能化、低成 本化发展等趋势。血氧仪主要测量指标分别为脉率、血氧饱和度、 灌注指数 (PI)。血氧仪测量的都是临床医疗上重要的基础数据, 是诊断心脏病的必要设备。若要体积小,必须将控制系统小型化、 功耗低。根据这些需求,本文选择控制核心用 MSP430f5419,血 氧采集部分选用 TI的集成方案 即 AFE4401。 2血氧仪系统设计及硬件实现 2.1主要硬件元器件介绍 2.1.1单片机 MSP 430特点 MSP430系列单片机是一个 16位的单片机,采用了精简指令 集 (RISC)结构,具有丰富的寻址方式 (7种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令 大量的寄存器 以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高 效的查表处理指令;有较高的处理速度,在 8MHz 晶体驱动下 指令周期为 125ns。 MSP430系列单片机的电源电压采用的是 1.8~ 3.6v电压。 因而可使其在 IMHz 的时钟条件下运行时,芯片的电流会在 200~ 400uA 左右,时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA ,由 于系统运行时打开的功能模块不同,即采用不同的工作模式, 芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式 (AM) 和五种低功耗模式 (LPMO~ LPM4 )。在等待方式下,耗电为 0.7uA ,在 节电方式下,最低 可达 0.1uA 。 丰富的片上外围模块 MSP430系列单片机的各成员都集成了 较丰富的片内外设。它们分别是看门狗 (WDT)、模拟比较器 A 、 定时器 A (Timer A)、定时器 B (Timer B)、串口0、1(USARTO、 1)、硬件乘法器、液晶驱动器、 10位 /12位 ADC、llC总 线直接数据存取 (DMA)、端口0(PO)、端口1~ 11(P1~P11)、 基本定时器 (Basic Timer)等的一些外围模块的不同组合。其中, 看 门狗可以使程序失控时迅速复位;模拟比较器进行模拟电压 的比较,配合定时器,可设计出 A/D转换器 16位定时器(Timer A和 Timer_ B)具有捕获 /比较功能,大量的捕获 /比较寄存器 , 可用于事件计数、时序发生、 PWM 等:有的器件更具有可实现 异步、同步及多址访问串行通信接 口可方便的实现多机通信等 应用;具有较多的 I/O端口,最多达 6*8条 I/O 口线;P0、 P1、P2 端 口能够接 收外部上 升沿或 下 降沿 的 中断输入 ;12/14 56⋯ 位硬件 A/D转换器有较 高的转换速率 ,最高可达 200kbps 。 丰富的片上资源,具有低功耗的优点,非常适合做便携式 产品,本文就是以此低功耗的特点来设计。 2.1.2血氧采集模块 AFE4401介绍 AFE4401支持常见的阳极配置;100 dB的动态范围;6位可 编程的LED电流改成 50 mA:同时支持 3

参考文献

引证文献

问答

我要提问