【应用】广芯微MCU芯片UM3213A用于脉搏血氧仪，主频32MHz，提供最大35个GPIO

时间： 2023-04-24 来源：广芯微电子公众号

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脉率（PR）是每分钟的脉搏数，正常情况下脉率和心率是一致的。正常人脉率规则，不会出现脉搏间隔时间长短不一的现象。正常人脉搏强弱均等，不会出现强弱交替的现象。另外，运动和情绪激动时可使脉搏增快，而休息、睡眠则使脉搏减慢。成人脉率每分钟超过100次，称为心动过速；每分钟低于60次，称为心动过缓。

除心率、血压、呼吸频率和温度外，脉搏血氧(PO)被认为是排在第5位的最关键健康状况指标。血红蛋白(Hb)是血细胞的重要组成部分，它负责将氧气从肺部输送到身体的其它组织。血红蛋白在任一时刻所含的氧气量被称为氧饱和度。氧饱和度以百分比表示，它是血红蛋白的含氧量与血红蛋白携氧能力之比。血氧饱和度是反映人体呼吸功能及氧含量是否正常，显示我们人体各组织是否健康的一个重要生理参数，一般认为血氧饱度正常值应不低于94%，在94%以下被视为供氧不足。严重缺氧会直接导窒息、休克、死亡等悲剧的发生。在欧美等发达国家，人们对血氧的监测相当重视，血氧仪已经有很高的普及率。

为加速终端客户开发血氧仪方案的设计流程，广芯微结合自身MCU芯片特点，推出了血氧仪方案参考设计。

方案速览

方案简介

UM321xA系列芯片是广芯微电子（广州）股份有限公司研制的基于ARM Cortex-M0+内核的超低功耗、Low Pin Count、宽电压工作范围的32位IoTP处理器SoC芯片系列，重点面向物联网行业便携式传感测量系统中的电池应用场景。依据行业应用场景的具体应用需求，芯片系统采用了独特的低功耗设计技术，内部集成了CAN、12位SAR ADC、UART、SPI、QSPI、I²C等通用外围通讯接口，ADC、OPA、比较器等传感获取接口，以及LPUART、LPTIMER、WDT等超低功耗模块接口。具有高整合度、高抗干扰、高可靠性和超低功耗等技术特点。内置RC高频和低频振荡器，支持免晶振应用。支持Keil MDK集成开发环境，支持C语言和汇编语言进行软件开发。

本方案基于UM3213A芯片，主频32MHz，内置64KB闪存，提供最大35个GPIO，内部集成有一路OPA和8通道1Msps ADC，大大简化外围电路设计，此外低至0.48μA超低功耗能够大大延长脉搏血氧仪的使用时长。

硬件组成如下：

（1）MCU主控芯片：UM3213A ARM Cortex-M0+超低功耗芯片；

（2）血氧饱和度和脉率检测：用两束不同波长的光（如660nm的红光和905/940nm的近红外光）通过透镜照射人体指端，而由光敏器件获取测量信号，其中两个光源通过两个IO分时控制。使用三级OPA将测量信号放大，由低通滤波滤除高频干扰信号，其中每级OPA放大后都有一路ADC通道进行采样，即使用三个ADC通道采样光敏信号；

（3）电池电量检测：2节1.5V AAA电池直接用于脉搏血氧仪供电，省去外部LDO。使用ADC内部通道采集VDDCore电压，经过换算计算出电池电量；

（4）显示屏：使用128*64分辨率的OLED显示脉率、血氧饱和度和电量信息；

（5）按键：用于唤醒系统低功耗状态，使系统进入工作状态；

（6）串口：用于系统研发调试和后期维护。

方案功耗

本方案与市场两家主流厂家的两款产品进行了工作功耗和待机功耗对比，对比数据如下。

方案功能与优势

方案功能：

（1）脉率和血氧饱和度检测；

（2）无手指自动关机，节约电量；

（3）电池电量检测，时刻了解剩余电量；

（4）OLED界面4向显示切换；

（5）脉率和血氧饱和度异常提示，及时反馈身体异常状态。

方案优势：

（1）超低功耗，超长待机；

（2）高集成，外围电路简单，成本低廉；

（3）快速唤醒，快速启动；

（4）方案功能全面，大幅缩短开发周期。

软件介绍

（1）系统上电后先进入低功耗状态，即关机状态。通过唤醒按键唤醒系统进入工作状态，即开机进入运行状态；

（2）开机后系统通过光敏器件接收红光/红外光信号检测是否有手指，若持续一段时间检测不到手指，系统自动关机；

（3）若检测到手指，则进行脉搏血氧检测、电池电量检测和按键切换界面显示方向三个任务。屏幕显示脉率、血氧饱和度、电量和低脉率低血氧饱和度提示的信息；

（4）重复检测手指是否不在，若在，重复（3）到（4）。若不在，系统自动关机。

通用的开发环境

硬件环境

MCU平台：UM3213A

调试器：ARM V9仿真器

软件环境

操作系统：Windows

编译器：Keil MDK V5.25

编译语言：C

关于广芯微

广芯微电子（广州）股份有限公司专注于低功耗物联网芯片的研发、设计与销售，为客户提供面向个人与家庭、工业与商业物联网应用领域，以低功耗为差异化的8位/32位微控制器芯片、无线射频收发器芯片、数字电源管理芯片和传感与信号调理专用芯片等。

广芯微秉持客户第一、技术创新和市场领先的理念，以国际领先的技术为基础，为客户提供一流的产品与技术，打造值得信赖的集成电路设计品牌企业。公司独有的低功耗芯片设计方法、轻量化人工智能算法、大功率的PD快充协议以及多样性无线连接技术整合而成的低成本高收益的集成电路设计，在健康医疗电子、消费电子、智慧家庭、工业控制、传感器与表计等领域已经得到了广泛的应用。广芯微低功耗微处理器芯片与射频芯片具有超低睡眠功耗与更低的工作电流，有效地帮助电子设备降低能耗，积极助力节能减排。

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2022/10/31 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

广芯微（Unicmicro）MCU/无线射频芯片/无线MCU/PD Plus快充控制器/模拟芯片选型指南

公司介绍芯片微控制器芯片无线射频芯片无线MCU芯片 PD Plus 快充控制器芯片模拟芯片参考方案微控制器参考方案无线射频芯片参考方案 PD plus 快充控制器参考方案开发工具

广芯微电子 - 32位CORTEX-M4 MCU EVB开发板,3D LOW FREQUENCY WAKEUP RECEIVER,低频唤醒SOC,模拟专用芯片,ARM CORTEX M0+核 MCU,SUB-1GHZ OOK接收芯片,2.4GHZ射频收发芯片,发射芯片,ARM CORTEX M4核 MCU,SUB-1GHZ无线收发芯片,BLE5.0 SOC,PD PLUS 控制器,低功耗高性能低频接收SOC芯片,SOC控制器芯片,三维低频唤醒接收机,125KHZ接收唤醒芯片,微控制器,模拟芯片,32位ARM CORTEX M0+核 MCU,低功耗32位MCU芯片,GEN1 PD3.0控制器,无线射频芯片EVB开发板,低功耗带编码器SUB-1G ASK/OOK发射芯片,SUB-1GHZ无线收发SOC,2.4GHZ 无线收发SOC,低功耗、高性能、单片集成(G)FSK/OOK 无线收发机,32位CORTEX-M0+MCU开发板,BLE5.0 SOC,带编码器单芯片ASK/OOK 发射器IC,PD PLUS 快充控制器,单通道烧录器,32位CORTEX-M0+ MCU开发板,BLE5.0 MCU,高功率发射芯片,无线收发SOC,PD/TYPE-C接口控制芯片,无线射频烧录器,PD3.1 SOC,GEN1 PD3.1控制器,BLE5.0微控制器,SUB-1GHZ无线MCU,125KHZ无线MCU,接收芯片,PD+ SOC控制器芯片,PD3.1 PLUS SOC,SUB-1GHZ无线MCU芯片,多通道烧录器,快充控制器,8位MCS-51核MCU,PD PLUS（3506）烧录器,PD3.1+SOC,射频收发芯片,即插即用型 OOK 射频接收器,SUB-1GHZ无线接收芯片,PD 3.0 TCPC,GEN2 PD3.1控制器,无线射频芯片,32位CORTEX-M0+MCU EVB开发板,低能耗混合信号微处理器芯片,FSK（OOK）发射芯片,通用MCU烧录器,ASK接收芯片,PD3.1 SOC,单片集成的(G)FSK/OOK 无线接收芯片,USB PD/TYPE-C接口控制芯片,单芯片FSK/OOK 发射器IC,PD PLUS快充控制器,LCD驱动芯片,RFOCT上位机软件,低功耗32位CORTEX M0+处理器芯片,32位CORTEX-M4 MCU开发板,IAP烧录器,低功耗带编码器SUB-1G FSK/OOK发射芯片,单芯片ASK/OOK 发射器IC,超低功耗8-BIT MCU,32位ARM核MCU,ARM CORTEX M0+核MCU,低功耗SUB-1G FSK/OOK高功率发射芯片,125KHZ低频唤醒SOC,无线MCU芯片EVB开发板,软件开发工具包,PLUS SOC,接收唤醒芯片,高性能工业实时控制器芯片,PD PLUS控制器,PD快充控制器芯片,PD PLUS快充控制器EVB开发板,8位MCU-EVB开发板,工业实时微控制器芯片,无线MCU,32位ARM CORTEX M4核MCU,PD3.1控制器,2.4GHZ无线MCU,UM3241F-VCT6,UM5101-BSQF,UM32G130-K6U6,UM2010,UM5001,UM324XF,UM16436,UM3216F-CCLL,UM8004-ACTE,UM3241F-CCU6,UM32M131-K8U6,UM5311-GDQH,UM510X,UM2020-NITD,UM3211-BCQE,UM3506-BPQF,UM8005-ACTE,UM2007L,UM3506-BPQH,UM3216F-CCLH,UM3506-BPQJ,UM3211-BCQF,UM5301-GSQH,UM3240F-VET6,UM2020-NSQD,UM3216F-CCTG,UM3240F-RCT6,UM3215A-BCQH,MCU-800Y,UM3506-BDQF,UM2001,UM2002,UM2004,UM2005,UM5102-BSQF,UM2007,UM3241F-CCT6,UM8004-ACSA,UM3243F-RET6,UM32G131-E8U6,UM8005-ACSA,UM3243F-VGT6,UM3241F-RCA6,UM3215A-BCQJ,UM32M13X,MCU-800X,UM32MP31-C8U6,UM3213F-CCLH,UM5100,UM51XX,UME3213,UM32MP31,UM3242F-CCT6,UM3213A-BCTG,UM32G131-K8T6,UM3213F-CCTG,UM8007-ACTE,UM3213-BCQE,UM3213-BCQF,UM3242F-VGT6,UM3213A-BCLH,UM3242F-CGT6,UM3242F-VCT6,UM2002-NCQE,UM32G42X,UM2001A,UM2080F32,UM3241F-REU6,UM3213F-CCLL,UM5100-NSQD,UM8004CE-ACTE,UM32G130-E6U6,UM3500F-NDQD,UM5102-BDQF,UM32G130-K6T6,UM32G131-K8U6,UM5301-GDQH,UM3242F-RET6,UM3216F-CCQH,UM32A130-K6T6,UM3241F-VET6,UM3216F-CCQL,UM8005-ACQE,UM3216F-CCQJ,UM2052,UM2020-NSTD,UM32X13X,UM324X,UM3241F-CEU6,UM32M131-K6U6,UM32M130-G6P6,UM32G131-F8U6,UM2003A,UM3215A-BCLH,UM32M130-K6T6,UM32A130-E6U6,UM8006-ACQE,UM3240F-RET6,UM3240F-VGT6,UM3213E,UM3213F,UM3500F,UM3213F-CBQL,UM8007-ACSA,UM3213A,UM8004CE,UM2020-NIQD,UM3500F-NSQF,UM3241F-CET6,UM5100-NDQD,UM5305-GDQH,UM5101-BDQF,UM3241F-REA6,UM3243F-RGT6,UM3212-BCQE,UM8006-ACTE,UM3212-BCQF,UM8004CE-ACQE,UM32G130-F6U6,UM2010-NCQE,UM321XF,UM53XX,UM800Y,UM3243F-VET6,UM321XD,UM321XA,UM3506,UM32A130-K6U6,UM3242F-RCT6,UM3242F-VET6,UM530XX,UM3242F-CET6,UM8006-ACSA,UM3241F-RCU6,UM3243F,UM5315-GDQH,UM3213F-CCQJ,UM3213F-CCQL,UM32G130,UM2020,UM8007,UM8006,UM8005,UM8004,UM8004-ACQE,UM8007-ACQE,UM3213A-BCQF,UMB3213,UM2005L,UM3213A-BCQH,UM3213F-CCQE,UM2082F08,UM3213F-CCQH,UM321X,UM3242F-RGT6,UM3213A-BCQJ,UM3213F-CCQG,电机控制,计算器,电动工具,遥控安防,消毒喷雾枪,UMICLINK智能网关,物联网,汽车领域,智能车钥匙感应,脉搏血氧仪,电动自行车,表计,变频空调,烟感,TWS耳机充电仓,充电宝,高速吸尘器,健康医疗电子,工厂,电动工具电池包,数显线,无线鼠标,家用,服装吊牌,风机,大充电宝,白色家电,电子烟,智能安防,智能传感器,ID访问控制,水泵,水气表计,笔记本,墙插,会议桌牌,储能,游戏手柄,电器遥控,工业监控,智能无钥匙进入系统,新能源,工业自动化,无线照明控制,智能健康,遥控玩具,传感器,移动电源,胎压控制,资产追踪,照明,工业传感器,车充,智能门锁,表类产品,门铃遥控,电机遥控,遥控报警器,办公场所,显示器,电子工牌,智慧家庭,PKE,电池包管理,扩展坞,变频洗衣机,两轮电动车,无线键盘,照明遥控,双向移动电源,货架标签,血压计,安防,消费电子,筋膜枪,智能网关,吸尘器,AR/VR设备,工业物联网,智能家居,遥控门禁,仓储货架标签,电动车控,医疗机构,工业控制,遥控报警,充电器,电动车仪表盘,园林工具,小家电,遥控器,便携打印机,应用灯控,灯光控制,室内定位,车载单元,鼠标,智能小家电,物联网传感器

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微控制器无线射频芯片无线MCU PD Plus 快充控制器模拟芯片模组

代理服务线上商城技术资料

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沁恒基于青稞RISC-V内核的MCU和自研PHY的USB/蓝牙/以太网接口芯片，适用于计算机手机周边、工业控制、物联网

沁恒公司专注于连接技术和MCU内核研究，提供接口芯片（USB、蓝牙、以太网、PCI）和RISC-V MCU。其全栈MCU具备省电、省脚、省钱、速度快的特点，自研核心技术，包括微处理器内核、PHY IP和协议栈，应用领域涵盖PC周边、手机周边、工业控制和物联网。产品线包括蓝牙芯片、以太网芯片、其他芯片和接口芯片，并提供集成开发环境MRS。

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2023/8 - 商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

匠芯创高端“显控一体”工业级MCU D13x，具备强大的显示和工业控制功能，成功对标国际大厂同类产品

匠芯创ArtInChip D13系列工业级MCU的诞生，“显控一体”的组合实力使其具备强大的显示功能支持，以及高集成度高性能的工业控制功能，广泛适用于包括物联网、智能家居、工业控制和汽车电子在内的泛工业应用领域，成功对标国际大厂的同类产品。

2023-10-19 - 产品代理服务技术支持采购服务

G73X系列 MCU Overview

广东匠芯创科技有限公司推出的G73XRISC-VMCU5DSP是一款高性能微控制器，具备单核32位RISC-V CPU内核，支持单/双精度FPU及DSP指令，工作频率可达480MHz。该芯片提供丰富的存储和启动选项，包括BROM、SRAM、Nor Flash和PSRAM，支持多种启动方式。G73X还具备强大的多媒体图形系统，支持720P@60fps的解码和编解码，以及2D图形加速。此外，芯片提供丰富的接口和外围设备，包括ADC、时钟和电源管理、高可靠性设计以及多种通用接口软件支持。

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2024/1/22 - 技术文档代理服务技术支持采购服务