如何使用MSP430單片機(jī)實現(xiàn)血氧儀的設(shè)計

　　血氧儀測量的都是臨床醫(yī)療上重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。基于MSP450f541 9的血氧儀，是以MSP4$Of541 9單片機(jī)為核心、采用TI的AFE4401芯片做為血氧采集部分、外接OLED顯示屏的一款便攜式血氧儀。本文闡述了此類便攜式血氧儀的一個設(shè)計方案和軟硬件實現(xiàn)方法。

　　生活水平的提高，越來越多的人選擇購買一些醫(yī)療設(shè)備如血氧儀等來使用， 因而醫(yī)用設(shè)備開始往小型化、智能化、低成本化發(fā)展等趨勢。血氧儀主要測量指標(biāo)分別為脈率、血氧飽和度、灌注指數(shù)（PI）。血氧儀測量的都是臨床醫(yī)療上重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是診斷心臟病的必要設(shè)備。若要體積小，必須將控制系統(tǒng)小型化、功耗低。根據(jù)這些需求，本文選擇控制核心用MSP430f5419，血氧采集部分選用TI的集成方案即AFE4401。

　　MSP430系列單片機(jī)是一個16位的單片機(jī)，采用了精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在8MHz 晶體驅(qū)動下指令周期為125ns。

　　MSP430系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1．8～ 3．6v電壓。因而可使其在IMHz 的時鐘條件下運(yùn)行時， 芯片的電流會在200～ 400uA 左右，時鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有0．1uA ，由于系統(tǒng)運(yùn)行時打開的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在系統(tǒng)中共有一種活動模式（AM）和五種低功耗模式（LPMO～ LPM4 ）。在等待方式下，耗電為0．7uA，在節(jié)電方式下，最低可達(dá)0．1uA 。

　　豐富的片上外圍模塊MSP430系列單片機(jī)的各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗（WDT）、模擬比較器A、定時器A （Timer A）、定時器B （Timer B）、串口0、1（USARTO、1）、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 10位／12位ADC、llC總線直接數(shù)據(jù)存?。?a href='http://wenjunhu.com/tags/dma/' target='_blank' class='arckwlink_none'>DMA）、端口0（PO）、端口1～ 11（P1～P11）、基本定時器（Basic Timer）等的一些外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時迅速復(fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時器，可設(shè)計出A／D轉(zhuǎn)換器16位定時器（TimerA和Timer_ B）具有捕獲／比較功能，大量的捕獲／比較寄存器，可用于事件計數(shù)、時序發(fā)生、PWM 等：有的器件更具有可實現(xiàn)異步、同步及多址訪問串行通信接口可方便的實現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的I／O端口，最多達(dá)6*8條I／O 口線；P0、P1、P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；12／14位硬件A／D轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá)200kbps。

　　豐富的片上資源，具有低功耗的優(yōu)點，非常適合做便攜式產(chǎn)品，本文就是以此低功耗的特點來設(shè)計。