基于STM32单片机的脉搏血氧测量仪的设计

卢妙婷　鄢艳红

摘要：主要介绍了一种无创便携式脉搏血氧饱和度测量仪的软硬件设计。该测量仪以STM32单片机为主控制核心，采用MAX30100芯片为传感器，使用反射式方法对血氧饱和度进行测量，经过对比试验证明具有较好的准确性。

关键词：脉搏;血氧饱和度;STM32单片机;MAX30100;无创测量

中图分类号：TP39      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0235-02

Abstract： This paper mainly introduces the software and hardware design of a non-invasive portable pulse oximeter. The measuring instrument uses STM32 single-chip microcomputer as the main control core， MAX30100 chip as the sensor， and uses the reflective method to measure blood oxygen saturation， which is proved to have good accuracy by comparative test.

Key words： pulse; blood oxygen saturation; STM32 single chip microcomputer; MAX30100; noninvasive measurement

1 背景

脈搏和血氧饱和度是心脑血管疾病预防的两项重要生理指标，脉搏指标反映心血管系统的健康程度[1]。人体组织细胞维持正常新陈代谢的氧是通过血液循环系统输送的，血氧饱和度是反应血液中氧含量的主要参数，反映呼吸系统健康程度。随着人们对医疗保健和疾病预防的重视，家庭自我诊断和自我治疗愈来愈成为医疗行为中不可或缺的一部分，因而检测生理参数的各类仪器也越来越成为家庭中不可或缺的工具[2]。本文设计一种无创便携式脉搏血氧饱和度测量仪，用于人们日常健康检测防护。

2 总体设计方案

系统总体框图如图1所示。整个系统以单片机STM32F103C8T6为核心板， MAX30100芯片作为光电传感器，同时设置了LCD1602显示屏用于显示检测者脉搏和血氧饱和度数值[3]。本系统包含两个主要模块：传感器模块电路设计和显示模块电路设计。

2.1 传感器模块电路设计

MAX30100芯片集成了2个独立LED驱动器、2个模拟数字转换器和数字存储器。其传感器芯片的各引脚描述如表1所示。芯片的SDA、SCL接口与STM32单片机I2C接口PB6、PB7连接。由于MAX30100芯片的工作电压源范围为1.8V-3.3V，因而VDD接口可直接与单片机的3.3V接口相连，PGND接口接地。……