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某单片机智能手环的方案设计个论证概述

目录

某单片机智能手环的方案设计个论证概述 1

1.1控制方案的确定 1

1.2控制方式的选择 1

1.2.1单片机芯片的选择 1

1.2.2血氧传感器的选择 3

1.2.3显示方案的选择 4

1.2.4无线串□传感器的选择 5

1.1控制方案的确定

本设计由上位机STM32单片机核心电路+血氧传感器电路+温度传感器+4线OLED屏幕电路组成；下位机是由STM32单片机核心电路+风扇电路+蜂鸣器电路+温度传感器电路组成。

1.2控制方式的选择

1.2.1单片机芯片的选择

关于单片机主控板的选择，选择还是有很多的，我目前接触过的单片机主控板的种类有STM32系列单片机、MSP430系列单片机、Arduino系列单片机，下面将逐一介绍这几种单片机主控板。

方案一：STM32系列单片机

STM32系列单片机，是一款对于学生学习和开发人员开发来说，性价比都非常高的的单片机，它的作用极其强大，适用范围很广泛，支持实时仿真和跟踪。这一系列单片机的核心是ST公司设计的ARMCortex-M内核，它的突出特点是高性能、低成本、低功耗，对嵌入式公司和嵌入式从业人员而言是很大的一项福利。它拥有的外设：1μs双通道12位ADC、4bit/sUART、18Mbit/sSPI等也都有

不俗的表现

特征：

1)核心：ARM32位Cortex-M3CPU,最高工作频率72MHz,单周期乘法。

2)内存：片上集成32-512KB闪存。6-64KB的SRAM内存。

3)内部有4-16MHz的晶体振荡器，内部频率为40kHz的RC振荡电路。

CPU时钟用锁相环，带RTC校准。有一个全速USB(OTG)接口，扩

展了用途。

4)硬件资源丰富：有串行调试(SWD)和JTAG接口。有2个基本的定时器、4个通用定时器、两个高级定时器、2个I2C、3个SPI等，还有112个I/O端口，还带有外部总线(FSMC)用来向外扩展SRAM。

STM32的主要优点如表错误!文档中没有指定样式的文字。-1所示

表错误!文档中没有指定样式的文字。-1STM32单片机的主要优点

使用ARM必威体育精装版的、先进架构的Cortex-M3内核

优异的实时性能

杰出的功耗控制

出众及创新的外设

最大程度的集成整合

易于开发，可使产品快速将进入市场

方案二：MSP430系列单片机

MSP430系列单片机是德州仪器公司在1996年发布的一款超低功耗处理器，它给大家带来的好处是低功耗和高速度。它的迅速发展和应用范围的不断扩大离不开以下表格内的几个特点，如表错误!文档中没有指定样式的文字。-2所示。

表错误!文档中没有指定样式的文字。-2MSP430系列单片机的特点

特点

计算能力上

采用RISC结构，寻址方式丰富(7个源操作数寻址，4个目的操作数寻址);大量寄存器和片上数据存储器都可以参与各种运算；处理速度快，这些特点保证了源程序可以高效编译。

在运算速度上

可以实现8MHz晶体驱动的125ns指令周期。16位数据宽度、125ns指令周期和多功能硬件乘法器的结合，可以实现数字信号处理的一些算法(如FFT等)。

在功耗上

具有超低功耗，它具有降低芯片电源电压和灵活可控的运行时钟的独特的功能。

缺点：它会占用单片机很多的资源。虽然从程序本身来看，需要的内存空间不多，但是相对于单片机来说占用资源较多，容易造成浪费。

方案三：Arduino系列单片机

Arduino是一款使用方便简单的单片机，具有很多硬件资源，它包括：数字I/O□、模拟I/O□、系统时钟、PWM输出端口、支持USB下载和供电等，在于传感器之间的通信方式可以选择SPI,IIC,UART三种其中的一个或者多个进行通信。可以使用传感器来接受周围环境传递出来的信息，并且根据得出的结果做出相应的反馈。它相对于前两种单片机来讲是不需要你编写底层程序，不需要你重复“造轮子”,取代它的是简单实用的函数，我们在使用的时候可以直接根据需要调用，给从业人员带来了极大的方便，极大地降低了开发的难度，另外，它的可扩展性也很高，方便移植。使用虽然简单，但是对技术的提高用处不大。

结合三种方案的优缺点，故选择方案一。

1.2.2血氧传感器的选择

方案一：

采用心电图(ECG)测量生理电信号来实现心率和心脏活动的检测，在测量ECG信号的时候需要在身体的多个部位连接传感器电极，ECG信号虽然丰富而且精准，但是对我们的研究设计可穿戴设备是不太方便的。

方案二：

采用容积脉搏波描记法PGG,是指在皮肤与光电心率