方案 | 基于 ams OSRAM AS7050 + SFH7074 的心率血氧檢測(cè)方案

隨著人們健康意識(shí)的不斷提高，大家對(duì)自身生理健康指標(biāo)的監(jiān)測(cè)越來越感興趣，全球疫情的流行也使心肺功能監(jiān)測(cè)變得越來越重要。

Heartbeat 是基于AS7050 + SFH7074 的心率板方案，支持心率和血氧檢測(cè)。該方案中AS7050 是ams OSRAM 的一顆模擬前端（Analog Front End，簡稱AFE），包含LED 驅(qū)動(dòng)、PD 信號(hào)讀取、信號(hào)調(diào)節(jié)功能；SFH7074 是ams OSRAM 的一顆光電前端（Optical Front End，簡稱OFE），集成了綠光、紅光、紅外光三種LED 發(fā)射器和IR-Cut Photodiode 、Broadband Photodiode 兩種PD（Photodiode）接收器。

相關(guān)研討會(huì)：可測(cè)心率血氧的TWS來啦!

AS7050 Block Diagram

下圖是Heartbeat 外部接口的說明，主板包含有：電源接口、I2C 接口、SPI 接口、PPG 接口（用于連接MCU-Cthlhu (Smart Watch) 方案的RT500 主板）。

接口說明

AS7050 支持 I2C 和 SPI 兩種通信方式（相關(guān)引腳已在上面注明），可通過 IFSEL 引腳的電平選擇使用哪種方式：

IFSEL = 1 : 使用 SPI 通信 (CS, MISO, MOSI, CLK, INT)

IFSEL = 0 : 使用 I2C 通信 (SCL, SDA, INT)，默認(rèn)為該選項(xiàng)

在電路板上可通過調(diào)節(jié) R9 和 R11 來控制 IFSEL 的上拉和下拉，默認(rèn)情況下 R9 上拉電阻為 NC，R11 下拉電阻正常焊接，即默認(rèn)使用 I2C 通信。

I2C 和 SPI 通信方式選擇

AS7050支持 3.3V 和 1.8V 的 IO 參考電平，可通過 R1、R2、R4、R5 四個(gè) 0Ω 電阻的狀態(tài)進(jìn)行選擇，具體信息如下，默認(rèn)為 3.3V 參考電平。

VDDIO 的 1.8V 或 3.3V 選擇

確定了 IO 口參考電平之后，需要在排針引腳的 3V3 或 1V8 上提供外部相應(yīng)的電壓，即：若 IO 參考電平 3V3，需在排針引腳 3V3 上提供相應(yīng)外部電壓；若IO 參考電平 1V8，需在排針引腳 1V8 上提供相應(yīng)外部電壓。

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. 極高的動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)輸入范圍: 104 dB
2. 最多支持 6 個(gè)光電二極管 PD 的輸入通道
3. 最多支持 8 個(gè)外部 LED 驅(qū)動(dòng)器
4. 多路 LED 和 PD 的靈活配置組合
5. ADC resolution：18bits
6. 1.5Kbytes FIFO

?方案規(guī)格

1. 支持 1.8V、3.3V 的 IO 電平
2. 支持 AGC 調(diào)節(jié) LED 電流
3. 支持 I2C、SPI 通信接口