疫情解封的后疫情時(shí)代，在應(yīng)對(duì)新冠感染的特殊時(shí)期，血氧儀被掀起又一次購買風(fēng)暴。因?yàn)檠鮾x是新冠臨床診斷的方法之一，血氧持續(xù)低于95，很大可能肺部有炎癥，《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第八版)》更是指出：血氧飽和度是判斷重癥病例的關(guān)鍵條件之一，靜息狀態(tài)下吸空氣時(shí)血氧飽和度≤93%，判斷為重型。

指夾血氧儀原理是通過檢測(cè)血液對(duì)不同波長光的吸收量, 測(cè)量氧合血紅蛋白（HbO2）和脫氧血紅蛋白（Hb）的百分比，從而計(jì)算血氧飽和度（SpO2）。由于血液中的血紅細(xì)胞，其中含氧血紅蛋白和還原血紅蛋白這兩種血紅蛋白對(duì)紅光和紅外線由不同的吸收能力。還原血紅蛋白吸收的紅光較多，紅外線較少。而含氧血紅蛋白則相反，它吸收的紅光較少，紅外線較多。通過在指甲式血氧儀的同一位置設(shè)置紅光LED和紅外線LED燈，當(dāng)光線從手指的一面穿透到另一面，被光敏二極管接受后，可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)比例的電壓。經(jīng)過單片機(jī)處理，將輸出結(jié)果顯示在液晶顯示屏上。

指夾血氧儀外觀圖

指夾血氧儀靜止?fàn)顟B(tài)為黑色息屏狀態(tài)，外觀為長方體，與其他市面上的血氧儀無異。在放入手指時(shí)，可以看到中間數(shù)字部分跟下方波浪部分均顯示為直線，過了約3秒后，中間直線部分開始先顯示數(shù)值，左側(cè)為血氧飽和度，右側(cè)為心率，最下方黃線直線也逐漸顯示為波動(dòng)的波浪線，為脈搏波形。PI值灌注度可達(dá)0.3，可達(dá)二類醫(yī)療器械認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

首先，用螺絲刀撬開了指甲式脈搏血氧儀轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)處的卡口，將指夾式脈搏血氧儀一分為二，顯示板上蓋與電池倉部分。 

在顯示屏背面是電池蓋，在電池倉里面是兩節(jié)5號(hào)得力無汞堿性電池  1.5V

接著稍微用力打開頂部的外殼，可以看到里面是有OLED顯示屏以及控制板的序列號(hào)。

隨后再拆開卡著控制板的卡扣，掰開連線，控制板便可卸下；特寫一下控制板背面；元器件1 紅外光接收傳感器，具體參數(shù)未標(biāo)識(shí)。

控制板正面

紅圈里的元器件2是GS358是運(yùn)放放大器芯片，元器件3是核心主控MCU航順芯片的 HK32F030MF4P6。其余的還有三極管主要做電流放大與開關(guān)作用、電源管理類的芯片、電感等、主要是做電源穩(wěn)壓一些輔助器件。

• 內(nèi)核 Cortex-M0   工作主頻 32MHz

• 16KB Flash ROM、4KB  SRAM

• 支持USART、SPI、IIC、ADC等

• 支持Flash加密功能

• Standby待機(jī)功耗  1.6uA@3.3V

• 工作電壓  1.8V ~ 3.6V

• 工作溫度  -40oC ~85oC

控制板背面

首先中間紅色位置元器件1為紅外光接收傳感器 ，由于缺乏標(biāo)識(shí)，具體型號(hào)未知。其余的還有三極管主要做電流放大與開關(guān)作用。

• CPU 內(nèi)核

• ARM? Cortex?-M0

• 最高時(shí)鐘頻率：32 MHz

• 24 位 System Tick 定時(shí)器

• 支持中斷向量重映射（通過 Flash 控制器的寄存器配置） 

• 工作電壓范圍：1.8 V ~ 3.6 V

  
  

• 工作溫度范圍：-40℃ ~ +85℃

  
  

• 典型工作電流

• 運(yùn)行（Run） 工作模式：2.338mA@32 MHz@3.3V（73 μA/MHz）

• 睡眠（Sleep） 模式：1.197mA@32 MHz@3.3V（35 μA/MHz），喚醒時(shí)間 21 ns

• 深睡眠（DeepSleep） 模式：0.613mA@114 kHz@3.3V，喚醒時(shí)間 7.8 μs

• 停機(jī)（Stop） 模式：30.12μA@3.3V，喚醒時(shí)間 10 μs（可用外部引腳或內(nèi)部定時(shí)器喚醒）

• CPU 跟蹤與調(diào)試

• SWD 調(diào)試接口

• ARM? CoreSightTM調(diào)試組件（ROM-Table， DWT， BPU）

• 自定義 DBGMCU 調(diào)試控制器（低功耗模式仿真控制、調(diào)試外設(shè)時(shí)鐘控制、調(diào)試及跟蹤接口分配）

• 存儲(chǔ)器

• 最大支持32 KByte Flash（128 頁，每頁 128 Byte；32 位數(shù)據(jù)讀，16 位數(shù)據(jù)寫）

• Flash 具有數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，可分別設(shè)置讀保護(hù)和寫保護(hù)

• 448 Byte EEPROM

• 2 KByte SRAM

• 數(shù)據(jù)安全

• CRC 校驗(yàn)硬件單元

• 時(shí)鐘

• 外部 GPIO 輸入時(shí)鐘：支持 1 ~ 32 MHz

• 片內(nèi)高速 HSI 時(shí)鐘：32 MHz

• 片內(nèi)慢速 LSI 時(shí)鐘：114 kHz

• 復(fù)位

• 外部管腳復(fù)位

• 電源上/下電復(fù)位（POR/PDR）

• 軟件復(fù)位

• 看門狗（IWDG 和 WWDG）定時(shí)器復(fù)位

• GPIO 端口

• 最多支持 16 個(gè) GPIO 端口（TSSOP20、 QFN20 封裝產(chǎn)品）

• 每個(gè) GPIO 都可作為外部中斷輸入

• 內(nèi)置可開關(guān)的上、下拉電阻

• 支持開漏（Open-Drain） 輸出

• 輸出驅(qū)動(dòng)能力高、低兩檔可選

• IOMUX 引腳功能多重映射控制器

• 小型封裝（如 SOP8）產(chǎn)品， 可通過 IOMUX 可以實(shí)現(xiàn)單根引腳對(duì)應(yīng)多個(gè) GPIO 或外設(shè) IO 的映射控制。

• 數(shù)據(jù)通信接口

• 1 路高速（最高 4 Mbit/s） USART（MCU 在停機(jī)（Stop）模式下， 支持?jǐn)?shù)據(jù)接收喚醒）

• 1 路高速（最高 1MHz） I2C（MCU 在停機(jī)（ Stop）模式下， 支持?jǐn)?shù)據(jù)接收喚醒）

• 1 路高速（最高 16 Mbit/s） SPI（支持 I2S 協(xié)議）

• 定時(shí)器及 PWM 發(fā)生器

• 1 個(gè) 16 位高級(jí) PWM 定時(shí)器（共 4 路 PWM 輸出，其中 3 路帶死區(qū)互補(bǔ)輸出）

• 1 個(gè) 16 位通用 PWM 定時(shí)器（共 4 路 PWM 輸出）

• 1 個(gè) 16 位基本定時(shí)器（支持 CPU 中斷）

• 1 個(gè)自動(dòng)喚醒定時(shí)器（AWU），可用于 MCU 停機(jī)（ Stop）模式下工作。

• 蜂鳴器

• 1 個(gè)蜂鳴器，可輸出 1、 2、 4 或 8 kHz 頻率脈沖。

• 在 MCU 停機(jī)（ Stop）模式下， 蜂鳴器可繼續(xù)工作并可定時(shí)觸發(fā) ADC 采樣。

• 片內(nèi)模擬電路

• 1 個(gè) 12 位 1 MSPS ADC（共 5 路模擬信號(hào)輸入通道，支持差分對(duì)輸入）

• 1 個(gè)上/下電復(fù)位電路

• 1 個(gè) 0.8 V 內(nèi)部參考電壓（內(nèi)部參考電壓在片內(nèi)被 ADC 采樣）

• ID 標(biāo)識(shí)

• 64 位芯片唯一 ID 標(biāo)識(shí)

• 每顆提供一個(gè)唯一的 64 位 ID 標(biāo)識(shí)。

• 可靠性

• 通過 HBM6000V/CDM500V/LU700mA 等級(jí)測(cè)試。

  
  

• 高度兼容性

和國外品牌MCU硬件全兼容

• 低成本

市面上第一顆單價(jià)低于1塊人民幣的32位MCU

• 高安全性

FLASH具有數(shù)據(jù)安全保護(hù)功能，可分別設(shè)置讀保護(hù)和寫保護(hù)，可以很好地保護(hù)用戶代碼的安全，防止算法被非法竊取

• 方案成熟

經(jīng)過國內(nèi)幾大品牌商驗(yàn)證并量產(chǎn)，通過FDA和CE認(rèn)證

• 供貨穩(wěn)定

航順解決了從晶圓、封裝以及測(cè)試等整個(gè)供應(yīng)鏈的產(chǎn)能問題，可提供充足、穩(wěn)定的貨源

寫在最后

值得一提的是，使用HK32MCU指夾式脈搏血氧儀相對(duì)突出的地方在于，在同等位的指夾式血氧儀中，從其配置的主控芯片來看，本方案指夾式脈搏血氧儀是一款性價(jià)比較高的血氧儀。具備實(shí)時(shí)處理性,便攜靈活，續(xù)航能力高等優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)該款血氧儀可以說集齊了醫(yī)學(xué)功能的集成電路，現(xiàn)代信息科學(xué)等學(xué)科元素，對(duì)于發(fā)展電子設(shè)備多功能化,多場(chǎng)景化有著重要的意義。

當(dāng)前，正值后疫情新冠感染的特殊時(shí)期也是高峰期，指夾式血氧儀可以幫助協(xié)助檢測(cè)。有關(guān)專家也表示，對(duì)一些高風(fēng)險(xiǎn)人群，如肺間質(zhì)纖維化、慢阻肺，甚至肺部腫瘤等有基礎(chǔ)疾病的病人，八十多歲、甚至九十歲高齡老人，感染新冠了，買一個(gè)簡易的指夾式血氧儀，還是有必要的。除了血氧儀，半導(dǎo)體廠商也在開發(fā)更多可以有利于對(duì)抗新冠病毒的醫(yī)療電子產(chǎn)品。