脈搏血氧儀通過測量手指氧合血和去氧血對紅外和紅色光吸收的變化，無創地監測心率和血氧飽和度。正常情況下，健康人的血氧飽和度在95%到100%范圍內。使用像圖1所示的血氧儀測量血氧飽和度有助于監測我們的健康狀況，而這正變得越來越流行。

TI提供了基于MSP430FR235x單片機及其內部集成的4x智能模擬組合（SAC）實現的單芯片脈博血氧儀系統解決方案。智能模擬組合（SAC）是TI MSP430FR235x特有的外設，可由用戶軟件配置成不同應用模式，用于輸入或輸出路徑的模擬信號調理。具體的應用模式如圖2所示：

圖 2 智能模擬組合（SAC）框圖和模式

系統框圖如圖3所示：

圖3 脈搏血氧儀系統框圖示例

MSP430FR2355單片機作為方案的主控MCU，可為脈搏血氧儀系統提供以下功能和特性：

1、MSP430FR2355單芯片方案，有效省去外部運放和DAC，降低系統復雜度和成本。

2、MSP430FR2355片上集成4個智能模擬組合（SAC），每一個SAC可被配置成運算放大器（OPA），可編程增益放大器（PGA），或者12位DAC。

上述脈搏血氧儀方案中：

a)2個SAC配置成兩路12位分辨率的電流DAC，實現IR/RED發光管的可調恒流驅動；

b)1個SAC配置成只有50pA偏置電流的跨阻放大器（TIA），實現Photodiode電流轉電壓；

c)1個SAC配置成32倍增益的可編程增益放大器（PGA），配合DAC實現信號的直流補償和交流成分放大；

3、片上集成12位ADC和1.5/2.0/2.5V可調參考電壓源。ADC通道與SAC輸出內部連接，有效降低了PCB布線復雜度和噪聲干擾；

4、I2C和SPI接口可以滿足單片機與方向傳感器、LCD/OLED屏的通訊要求；

5、片上集成的定時器模塊可以輸出多路PWM信號以驅動蜂鳴器、LCD背光電荷泵等裝置；

6、低至42nA的超低待機電流，和待機模式下的GPIO喚醒功能，可以為電池供電的血氧儀系統提供更長待機時間和快速按鍵喚醒。

MSP430FR235x系列單片機是TI推出的超低功耗、低成本，具有豐富模擬信號鏈資源的16位RISC MCU，其低功耗的優點和VQFN32(4*4mm)的封裝極適合應用于便攜設備。圖4展示了MSP430FR235x豐富的片上模擬和數字資源。

圖4 MSP430FR235x片上資源

本文中詳細介紹的TI 器件，以及豐富的線上軟硬件資源，將助力工程師快速設計血氧儀。如您有關于如何設計血氧儀的需求，我們的團隊時刻為您提供強有力的技術支持。

審核編輯：郭婷