《電子技術(shù)應(yīng)用》
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NXP激情奉獻(xiàn)便攜式醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)方案

2017-05-09

  便攜式醫(yī)療設(shè)備的出現(xiàn)填補(bǔ)了國內(nèi)就醫(yī)難、就醫(yī)煩的缺憾,人們可以在家自己診斷消除了前往醫(yī)院看病、減少住院的必要性,同時(shí)還能降低醫(yī)療成本……

  同時(shí)便攜式醫(yī)療設(shè)備,可在將患者送往醫(yī)院之前,監(jiān)測生命體征信號,使心臟重新起搏,并利用超聲波檢查身體內(nèi)部情況。其目標(biāo)是為易于使用、支持互操作的家用醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)貢獻(xiàn)力量,并提供診斷數(shù)據(jù),以便患者獲得保險(xiǎn)賠付等等…

  下面一起來分析便攜式醫(yī)療設(shè)備的機(jī)構(gòu)和特點(diǎn),一層一層的剝開,慢慢的“刺痛”我們的雙眼吧……

  便攜式醫(yī)療設(shè)備框圖:

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  一、無線微控制器

  JN5148 - 超低功耗,高性能32位MCU結(jié)合符合IEEE802.15.4收發(fā)器,支持ZigBee & JenNet

  面向低功耗無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,具有一個(gè)增強(qiáng)型32位RISC處理器,通過可變寬度指令實(shí)現(xiàn)高編碼效率;一條多級指令流水線,通過可編程時(shí)鐘速度和各種睡眠模式實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行。該器件包括128 kB的ROM、128 kB的RAM以及各種模擬和數(shù)字外設(shè)組合。同時(shí)工作電流小于18 mA,允許直接通過鈕扣電池工作…也極其適用于ZigBee PRO網(wǎng)絡(luò)及智能計(jì)量…

  優(yōu)勢及特色:

  1.一流的無線電電流消耗及廣泛的用戶外設(shè)

  2.采用多功能32位RISC CPU實(shí)現(xiàn)高性能和低功耗、可同時(shí)運(yùn)行應(yīng)用程序和ZigBee PRO的大容量存儲(chǔ)空間

  3.系統(tǒng)BOM中元器件數(shù)量少、成本低、電流極低可實(shí)現(xiàn)超長電池壽命的解決方案

  二、電容式傳感器

  可補(bǔ)償各種變化,比如電極上濕度或污染程度的變化,同時(shí)可檢測遠(yuǎn)程感應(yīng)板上的電容變化可實(shí)現(xiàn)近距離操作,無需接觸。

  PCA8885TS -8通道電容式觸摸和近距離傳感器,具有自動(dòng)校準(zhǔn)和極低功耗。

  一款8通道電容式觸摸和接近傳感器,采用專利的(EDISEN)方法檢測遠(yuǎn)程感應(yīng)面板上的電容變化。靜態(tài)電容的變化通過連續(xù)自動(dòng)校準(zhǔn)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。遠(yuǎn)程感應(yīng)面板可通過同軸電纜連接IC。8路輸入通道相互之間獨(dú)立工作。傳感器還可通過內(nèi)置選項(xiàng)進(jìn)行矩陣排列:僅當(dāng)兩路通道同時(shí)激活時(shí)才發(fā)生中斷,以防在兩路通道都已經(jīng)激活的情況下發(fā)生多余的通道輸出…

  優(yōu)勢和特點(diǎn):

  1. 支持矩陣排列傳感器、可遠(yuǎn)程連接感應(yīng)板

  2. 可調(diào)響應(yīng)時(shí)間、可調(diào)靈敏度(連續(xù)自動(dòng)校準(zhǔn)、數(shù)字處理方法、可配合最厚6 mm的有機(jī)玻璃使用)

  3. 直接和閂鎖開關(guān)模式、I?C超快速模式(Fm+)兼容型接口

  三、實(shí)時(shí)時(shí)鐘

  PCF85063A-具有報(bào)警功能和SPI總線的微小封裝實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷

  一款CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)和日歷,最適合低功耗應(yīng)用。偏移寄存器允許對時(shí)鐘進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。所有地址和數(shù)據(jù)都可通過兩線路雙向I?C總線串行傳輸。最大數(shù)據(jù)速率為400 kbit/s寄存器地址會(huì)在每次寫入或讀取數(shù)據(jù)字節(jié)后自動(dòng)遞增…同時(shí)適用于各種數(shù)碼產(chǎn)品及移動(dòng)設(shè)備…

  優(yōu)勢和特點(diǎn):

  1. 400 kHz雙線路I?C總線接口、外設(shè)器件的可編程時(shí)鐘輸出

  2. 報(bào)警功能、倒數(shù)計(jì)時(shí)器、分鐘和半分鐘中斷

  3. 內(nèi)部上電復(fù)位(POR)、用于頻率調(diào)節(jié)的可編程偏移寄存器

  四、溫度傳感器

  精確可靠、長期穩(wěn)定、正溫度系數(shù)、故障防護(hù)特性

  PCT2075-I?C總線Fm+,精度為1 ℃,數(shù)字溫度傳感器和溫度監(jiān)控器

  在?25°C至+100°C溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確度為±1 °C。提供過溫檢測輸出,集成一系列數(shù)據(jù)寄存器:配置寄存器,用于存儲(chǔ)器件設(shè)置;溫度寄存器,用于存儲(chǔ)數(shù)字溫度讀數(shù);設(shè)定點(diǎn)寄存器,用于存儲(chǔ)可編程過溫關(guān)斷和遲滯限值以及可編程溫度傳感器采樣時(shí)間Tidle,可通過雙線式串行I?總線超快速模式(Fm+)接口與控制器通信…

  優(yōu)勢及特色:

  1. 1 MHz超快速模式(Fm+) 30 mA SDA驅(qū)動(dòng)器可在一條總線上連接更多器件,同時(shí)向下兼容快速模式和標(biāo)準(zhǔn)模式

  2. 工作時(shí)具有可編程溫度閾值和遲滯設(shè)定點(diǎn)、關(guān)斷模式下電源電流低于1.0 μA,可節(jié)省電能

  3. 上電時(shí)可單獨(dú)作為恒溫器使用、11位ADC,溫度分辨率為0.125°C

  五、鍵盤接口

  PCA6408A -帶有中斷輸出、復(fù)位和配置寄存器的低電壓、8位I?C總線和SMBus I/O擴(kuò)展器

  通過I?C總線接口為大多數(shù)微控制器系列提供遠(yuǎn)程I/O擴(kuò)展,在保持互連最小化的同時(shí)需要額外的I/O時(shí),NXP I/O擴(kuò)展器提供簡易的解決方案,具備內(nèi)置電平切換功能,使這些器件需要在不兼容I/O電壓之間進(jìn)行通信的混合信號環(huán)境中極其靈活…

  優(yōu)勢及特色:

  1. 鎖存輸出具有25 mA的最大驅(qū)動(dòng)能力,用于直接驅(qū)動(dòng)LED

  2. 施密特觸發(fā)器操作允許在SCL和SDA輸入上進(jìn)行緩慢輸入轉(zhuǎn)變并帶來更好的切換噪音抗擾性

  3. 上電時(shí)使所有通道配置為輸入且沒有脈沖干擾

  六、放大器

  TFA9881UK - 3.4 W PDM輸入D類音頻放大器

  采用9凸塊WLCSP(晶圓級芯片封裝),具有400μm的間距,通過該接口接收音頻和控制設(shè)置。專用靜默模式用來配置器件的控制設(shè)置,且關(guān)斷到工作模式過渡在檢測到時(shí)鐘信號時(shí)觸發(fā)…同時(shí)極其適用于便攜式導(dǎo)航設(shè)備及手機(jī)、電腦…

  優(yōu)勢及特色:

  1. 使用的二階閉環(huán)結(jié)構(gòu)提供了出色的音頻性能和高電源電壓紋波抑制

  2. 可完全防止負(fù)載兩端短路以及與電源線路的短接

  3. 可避免漏音的電流限制、具有熱保護(hù)功能、欠壓和過壓保護(hù)

  七、MOSFET

  2N7002BK - 60 V,350 mA N溝道Trench MOSFET

  N溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)晶體管(FET),采用具有MOSFET技術(shù)的小型SOT23 (TO-236AB)表面貼裝器件(SMD)封裝,具有高達(dá)2 kV的ESD保護(hù)、兼容邏輯電平、極快速開關(guān),同時(shí)特別適用于:高速線路驅(qū)動(dòng)器及開關(guān)電路…

  八、其他包括

  ①電源管理系統(tǒng):

  分立半導(dǎo)體、DC/DC轉(zhuǎn)換器、LDOs

 ?、跓o線設(shè)備:

  ZigBee、RF、Bluetooth

 ?、踀SB接口:ESD保護(hù)

  IP3319CX6 - 帶集成式ESD保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的單通道共模濾波器

  ④邏輯門、數(shù)據(jù)選擇器、GPIO、模擬開關(guān)、LED控制器、LCD驅(qū)動(dòng)器、LED二極管

 ?、蒿@示屏:ESD保護(hù)

  BZA408B - 四倍雙向ESD瞬態(tài)電壓抑制器

  如今,許多消費(fèi)醫(yī)療設(shè)備只是簡單地顯示健康狀況監(jiān)測結(jié)果,而將解釋和記錄工作留給了最終用戶及其醫(yī)生。而新型設(shè)備則可通過網(wǎng)絡(luò)連接自動(dòng)記錄和傳輸結(jié)果。

  同時(shí)幫助消費(fèi)醫(yī)療設(shè)備具有以下特點(diǎn):簡單易用、高度可靠、安全、連接方便、低功耗(電池壽命長)、支持多種電壓(尤其是低電壓)、測量精度高、小尺寸、性價(jià)比高…

  如此眾多的優(yōu)點(diǎn),如此廣闊的前景,如此實(shí)用的性能,相信沒有人能夠抵擋住赤裸裸的誘惑…

  不忘初心、方能始終……心存念向,必有回響……


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