NXP激情奉献便携式医疗设备设计方案

便携式医疗设备的出现填补了国内就医难、就医烦的缺憾，人们可以在家自己诊断消除了前往医院看病、减少住院的必要性，同时还能降低医疗成本……

同时便携式医疗设备，可在将患者送往医院之前，监测生命体征信号，使心脏重新起搏，并利用超声波检查身体内部情况。其目标是为易于使用、支持互操作的家用医疗设备的开发贡献力量，并提供诊断数据，以便患者获得保险赔付等等…

下面一起来分析便携式医疗设备的机构和特点，一层一层的剥开，慢慢的“刺痛”我们的双眼吧……

便携式医疗设备框图：

一、无线微控制器
JN5148 - 超低功耗，高性能32位MCU结合符合IEEE802.15.4收发器，支持ZigBee & JenNet

面向低功耗无线网络应用，具有一个增强型32位RISC处理器，通过可变宽度指令实现高编码效率；一条多级指令流水线，通过可编程时钟速度和各种睡眠模式实现低功耗运行。该器件包括128 kB的ROM、128 kB的RAM以及各种模拟和数字外设组合。同时工作电流小于18 mA，允许直接通过钮扣电池工作…也极其适用于ZigBee PRO网络及智能计量…

优势及特色：
1．一流的无线电电流消耗及广泛的用户外设
2．采用多功能32位RISC CPU实现高性能和低功耗、可同时运行应用程序和ZigBee PRO的大容量存储空间
3．系统BOM中元器件数量少、成本低、电流极低可实现超长电池寿命的解决方案

二、电容式传感器
可补偿各种变化，比如电极上湿度或污染程度的变化，同时可检测远程感应板上的电容变化可实现近距离操作，无需接触。

PCA8885TS -8通道电容式触摸和近距离传感器，具有自动校准和极低功耗。

一款8通道电容式触摸和接近传感器，采用专利的(EDISEN)方法检测远程感应面板上的电容变化。静态电容的变化通过连续自动校准进行自动补偿。远程感应面板可通过同轴电缆连接IC。8路输入通道相互之间独立工作。传感器还可通过内置选项进行矩阵排列：仅当两路通道同时激活时才发生中断，以防在两路通道都已经激活的情况下发生多余的通道输出…

优势和特点：
1. 支持矩阵排列传感器、可远程连接感应板
2. 可调响应时间、可调灵敏度（连续自动校准、数字处理方法、可配合最厚6 mm的有机玻璃使用）
3. 直接和闩锁开关模式、I²C超快速模式(Fm+)兼容型接口

三、实时时钟
PCF85063A-具有报警功能和SPI总线的微小封装实时时钟/日历

一款CMOS实时时钟(RTC)和日历，最适合低功耗应用。偏移寄存器允许对时钟进行精细调整。所有地址和数据都可通过两线路双向I²C总线串行传输。最大数据速率为400 kbit/s寄存器地址会在每次写入或读取数据字节后自动递增…同时适用于各种数码产品及移动设备…

优势和特点：
1. 400 kHz双线路I²C总线接口、外设器件的可编程时钟输出
2. 报警功能、倒数计时器、分钟和半分钟中断
3. 内部上电复位(POR)、用于频率调节的可编程偏移寄存器

四、温度传感器
精确可靠、长期稳定、正温度系数、故障防护特性

PCT2075-I²C总线Fm+，精度为1 ℃，数字温度传感器和温度监控器

在‑25°C至+100°C温度范围内准确度为±1 °C。提供过温检测输出，集成一系列数据寄存器：配置寄存器，用于存储器件设置；温度寄存器，用于存储数字温度读数；设定点寄存器，用于存储可编程过温关断和迟滞限值以及可编程温度传感器采样时间Tidle，可通过双线式串行I²总线超快速模式(Fm+)接口与控制器通信…

优势及特色：
1. 1 MHz超快速模式(Fm+) 30 mA SDA驱动器可在一条总线上连接更多器件，同时向下兼容快速模式和标准模式
2. 工作时具有可编程温度阈值和迟滞设定点、关断模式下电源电流低于1.0 μA，可节省电能
3. 上电时可单独作为恒温器使用、11位ADC，温度分辨率为0.125°C

五、键盘接口
PCA6408A -带有中断输出、复位和配置寄存器的低电压、8位I²C总线和SMBus I/O扩展器

通过I²C总线接口为大多数微控制器系列提供远程I/O扩展，在保持互连最小化的同时需要额外的I/O时，NXP I/O扩展器提供简易的解决方案，具备内置电平切换功能，使这些器件需要在不兼容I/O电压之间进行通信的混合信号环境中极其灵活…

优势及特色：
1. 锁存输出具有25 mA的最大驱动能力，用于直接驱动LED
2. 施密特触发器操作允许在SCL和SDA输入上进行缓慢输入转变并带来更好的切换噪音抗扰性
3. 上电时使所有通道配置为输入且没有脉冲干扰

六、放大器

TFA9881UK - 3.4 W PDM输入D类音频放大器
采用9凸块WLCSP（晶圆级芯片封装），具有400μm的间距，通过该接口接收音频和控制设置。专用静默模式用来配置器件的控制设置，且关断到工作模式过渡在检测到时钟信号时触发…同时极其适用于便携式导航设备及手机、电脑…

优势及特色：
1. 使用的二阶闭环结构提供了出色的音频性能和高电源电压纹波抑制
2. 可完全防止负载两端短路以及与电源线路的短接
3. 可避免漏音的电流限制、具有热保护功能、欠压和过压保护

七、MOSFET
2N7002BK - 60 V，350 mA N沟道Trench MOSFET
N沟道增强型场效应晶体管(FET)，采用具有MOSFET技术的小型SOT23 (TO-236AB)表面贴装器件(SMD)封装，具有高达2 kV的ESD保护、兼容逻辑电平、极快速开关，同时特别适用于：高速线路驱动器及开关电路…

八、其他包括
①电源管理系统：
分立半导体、DC/DC转换器、LDOs
②无线设备：
ZigBee、RF、Bluetooth
③USB接口：ESD保护
IP3319CX6 - 带集成式ESD保护网络的单通道共模滤波器
④逻辑门、数据选择器、GPIO、模拟开关、LED控制器、LCD驱动器、LED二极管
⑤显示屏：ESD保护
BZA408B - 四倍双向ESD瞬态电压抑制器

如今，许多消费医疗设备只是简单地显示健康状况监测结果，而将解释和记录工作留给了最终用户及其医生。而新型设备则可通过网络连接自动记录和传输结果。
同时帮助消费医疗设备具有以下特点：简单易用、高度可靠、安全、连接方便、低功耗（电池寿命长）、支持多种电压（尤其是低电压）、测量精度高、小尺寸、性价比高…

如此众多的优点，如此广阔的前景，如此实用的性能，相信没有人能够抵挡住赤裸裸的诱惑…

不忘初心、方能始终……心存念向，必有回响……