【应用】这款MCU可实现功耗最低的血压计方案
电子式血压计具备了诸多优点，作为一个比较好上手的日常保健仪器，已被越来越多的人选购使用。本文介绍了以EFM32PG1B100F128为控制核心，辅以BP01型压力传感器与MCU之间模拟信号处理电路以及LCD显示、语音提示，实现家用电子血压计的设计。
SILICON LABS的Pearl Gecko 32位微处理器系列采用功能强大的32位ARM Cortex-M4内核和多种外围设备，其中包括一个可支持AES、ECC和SHA的独特密码硬件引擎。这些功能与超低电流活动模式以及节能模式下的快速唤醒相结合，使Pearl Gecko 微控制器可适用于任何电池供电应用以及其他需要高性能和低功耗特性的系统，特别适合电池供电的血压计的应用。
考虑到人类正常的血压范围和市场上电子血压计的测量范围，这里选择压力的测量范围为0~300mmHg（0~40KPa），而压力值误差要求2mmHg。系统的分辨率则需要300/2=150，可选用8位AD转换器，考虑到其他器件误差，选用EFM32PG1B100F128片内的12位AD转换器，同时选择EFM32PG1B100F128单片机的A/D内部参考电压。
具体工作过程是PWM输出控制气泵充气漏气调整袖带内气压；经过放大后得到满足了EFM32PG1B100F128单片机AD输入范围的压力信号。由于本方案选用幅度系数法，需要从压力传感器输出的信号中分离出袖带压信号和脉搏波信号，所以要分别设计从噪声中提取袖带压信号和脉搏波信号的相应的滤波电路，并将它们调整到适当的电平输入给A/D转换电路。
袖带压信号的提取
在手动或自动放气过程中，袖带内压力是缓慢变化的，因此，袖带压信号属于低频率信号，应使用低通滤波器。由于二阶低通滤波器较一阶低通滤波器衰减得快，对高频信号的滤波效果好，因此，在本设计方案中采用二阶有源低通滤波器。
脉搏波信号的提取及放大
传感器输出的压力信号包括袖带压信号和脉搏波信号，但非两者的简单叠加，其既包含高频干扰又包含低频干扰。在压力信号中只有一段频率信号是我们需要的，即脉搏波信号。经过带通滤波器过滤的压力信号就可以称之为脉搏波信号。在设计中将计算出的结果输出至LCD显示并进行数值的语音提示。
图1： 基于EFM32PG1B100F128的血压计硬件架构图
基于EFM32PG1B100F128设计的具体的电子血压计的硬件架构图1所示，下面来介绍下作为主控单元及重要核心部件的 EFM32PG1B100F128的性能特点。EFM32PG1B100F128在能耗模式0（EM0）时的功耗是60μA/MHz，EM2深度睡眠模式电流1.4μA，EM3模式停机电流1.1 μA。
其它特点如下：
• 高达256kB的闪存程序内存，32kB RAM 数据内存；
• 多达32个通用I/O引脚而且IO口能实现5V容差；
• 内部有AES128/256位密钥实现硬件加密；
• 丰富的外设：2路16位计时器/计数器、3+4比较/捕获/PWM通道、1路32位实时计数器和日历、1路32位超低能耗CRYOTIMER、16位低能耗计时器、16位脉冲计数器（异步操作）及看门狗计时器（带专用阻容振荡器@50 nA）；
• 有8通道DMA控制器，12通道周边反射系统(PRS)；
• 通信接口有2路通用同步/异步接收器/发射器包括UART/SPI/SmartCard (ISO 7816)/IrDA/I2S/LIN；
• 低能耗UART；
• DMA能在深度睡眠模式下自主运行；
• 提供SMBus支持的I2C接口，EM3停止模式下的地址识别；
• 超低功耗的精度模拟外围设备包括12位1Msamples/s模数转换器，2路模拟比较器，数模电流转换器，多达24个连接至模拟通道的引脚；
• 预编程UART引导装载程序，宽工作范围；
• 供电范围为1.85V到3.8V单电源；
• 集成DC-DC，工作温度范围–40 至85°C的温度范围；
• 封装为7 mm × 7 mm QFN48。
看到这里您是否又有项目灵感需实现，点击下面开发软件帮你忙。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！
相关研发服务和供应服务
相关推荐
【应用】待机电流仅1.4uA！超低功耗MCU助力GPS定位器
EFM32JG/PG内含低功耗串口， 最小封装尺寸仅为5X5mm。
新应用 发布时间 : 2017-04-09
【应用】拥有高效的AES内核的MCU，为IOT通讯数据安全保驾护航！
Silicon Labs推出的 MCU EFM32JG和EFM32PG，拥有高效的AES内核，集成了安全散列算法SHA，拥有灵活的256位ALU和定序器。
新应用 发布时间 : 2019-09-06
【应用】睡眠模式电流仅50nA的MCU，助力电子血压计延寿
EFM8SB1提供＜1μA的超低功耗触摸唤醒能力，150µA/MHz运行电流功耗。
新应用 发布时间 : 2019-07-10
世界上最节能的微控制器EFM32之十大低功耗奥秘
Silicon Labs EFM32 32 位微控制器系列是世界上最为节能的微控制器，特别适用于低功耗和能源敏感型应用，包括能源、水表和燃气表、楼宇自动化、警报及安防和便携式医疗/健身器材。本文着重强调10个Silicon Labs32位MCU功耗低的因素。
新产品 发布时间 : 2016-07-11
为了提高EFM32单片机AD采样的实时性并降低功耗，在RTC中断中打开AD，并设置MCU进入EM1模式下进行AD采样，但功耗并没有降低，是什么原因？
测试发现在RTC中断中，EFM32单片机并没有进入EM1模式，设置EM1模式无效；由于在RTC中断中，RTC定时事件一直存在，所以导致进入EM1模式失败。为了实现AD采样的实时性以及低功耗，可以在RTC中断中开启AD，并在退出RTC中断之后在主程序中通过判断AD采样的标志来设置MCU进入EM1睡眠模式，以此来降低功耗。
技术问答 发布时间 : 2016-10-25
【应用】内置DCDC的32位超低功耗MCU，助力智能锁更省电
EFM32JG/PG内部集成DCDC，电量输出高达200MA，适合用于智能锁中。
新应用 发布时间 : 2019-09-05
32bit低功耗单片机EFM32系列产品，怎么实现Bootloader，如何进入Bootloader程序？
查看文档an0003_efm32_uart_bootloader，将binaries文件夹里面的bootloader-tinygecko.bin文件通过J-FLASH烧录进芯片。将SWDCLK引脚接高，复位芯片后就进入了bootloader。
技术问答 发布时间 : 2017-05-05
32bit低功耗EFM32G840F128 单片机GPIO的上下拉电阻功能相对于其它单片机有什么特色？
相对于其它单片机，EFM32的上下拉电阻功能更利于低功耗。如开源模式下，当输出高电平时会自动断开该连接以降低功耗；开漏模式下，当输出低电平时，上拉电阻会自动断开以降低功耗。
技术问答 发布时间 : 2017-05-05
超低功耗MCUEFM32能耗模式探讨
世强代理的Silicon Labs EFM32 MCU 旨在在低能耗模式下实现高度的自主运行。该MCU 智能结合了外围设备、低漏电 RAM、数据保持、DMA 和互联能力、低功耗振荡器以及极短的唤醒时间，因此长时间在低能耗模式下的运行效果很好，大幅降低了能耗。
技术探讨 发布时间 : 2019-09-05
EFM8BB2系列单片机PCA定时器16位PWM的工作机制是什么？
PCA定时器模块采用16位捕捉/比较模块定义PWM信号低电平时间的PCA时钟数，当PCA计数器与模块的值匹配时，CEXn的输出被置为高电平；当计数器溢出时， CEXn输出被置为低电平。通过将PCA0CPMn寄存器中的ECOMn、PWMn和PWM16n位置位来使能16位PWM方式。为了得到可变的占空比，通过匹配中断（ECCFn=1并且MATn=1）同步对捕捉/比较寄存器的写操作。
技术问答 发布时间 : 2017-05-05
Silicon Labs血压计方案。
关于更多的资料问题，硬件的资料暂时没有，但有关于这个血压计方案对应MCU（EFM32PG1B100F128)各模块的软件DEMO和最小电路设计的原理图，此资料如果安装simplicity studio软件后，在simplicity studio软件安装目录下可以找到。
技术问答 发布时间 : 2017-01-04
【经验】如何使用32位超低功耗MCU外设反射系统功能？
外设反射系统（PRS）是 Silicon Labs EFM32系列MCU专有的外设互联总线，它允许不同的外设无需CPU干预即可直接相互通信。
设计经验 发布时间 : 2019-09-02
【产品】这款超低功耗MCU很特别：ADC在睡眠中也能工作！
EFM32JG/PG的待机功耗仅为1.4uA，正常工作电流为60uA/Mhz。
新产品 发布时间 : 2017-03-04
【资讯】芯科携手Micrium打造低功耗MCU＋RTOS软件解决方案
全新的MCU+RTOS通过将RTOS与内建MCU的多协议硅芯片、工具和软件栈结合，将获得全面性的嵌入式解决方案
行业资讯 发布时间 : 2017-06-09
【技术大神】32位低功耗MCU在故障指示器中的应用及设计注意事项
在环网配电系统中，故障指示器可以快速检测线路短路和接地故障。
设计经验 发布时间 : 2019-09-02
电子商城
现货市场
服务
可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压；数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O，温度补偿范围-20~85ºС；模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信，具备多种小型SIP和DIP封装可选择。
提交需求>
可定制显示屏的尺寸0.96”~15.6”，分辨率80*160~3840*2160，TN/IPS视角，支持RGB、MCU、SPI、MIPI、LVDS、HDMI接口，配套定制玻璃、背光、FPCA/PCBA。
最小起订量： 1000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论