MSP430医疗电子全面解决方案

作者：时间：2012-03-23来源：网络收藏

90年代MSP430诞生以来超低功耗家族不断扩大，这个DNA会一直延续下去，他们永远可以从TI的MSPMSP430产品现场找到他们所需要的资源找到完整的技术方案。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/199474.htm

日常生活中都接触到了很多医疗电子产品，包括血糖、血压、心率测试，这是我们在日常生活中经常遇到的产品，这些便携式产品里面有什么？我们很多做医疗电子产品选用TI的产品MSP430，我相信这些做医疗电子的应用工程师会对MSP430有一些基本的了解。

为什么这么多公司会选择MSP430作为他们的主控的MCU，这个MSP430的一些应用优势，第一点就是超低功耗，90年代MSP430诞生以来超低功耗家族不断扩大，这个DNA会一直延续下去，他们永远可以从TI的MSPMSP430产品现场找到他们所需要的资源找到完整的技术方案，第二点是MSP430的一个强烈特点，内部集成了高技能的模拟模块，MSP430利用了TI这方面的优势，并把这些优势集成到430内部，430内部有AC和比较器这些产品大家可以在430里面找到非常多的搭配。第二点高性能的模块，整个MSP430家族是一个开关环境，比如说最近的M3，比如说MC2000，有一个统一的开发平台，工程师使用TA的所有系列的MCU或者是DSP也好面对的是一个统一的开发环境。第三点强调的是MSP430最近和未来的发展情况。在最近12个月之内，TI会密集地生产MSP430的产品，会推出可能是又一个跟以前很不一样的产品系列，叫MF系列，作为MCU的集成的产品系列出来，他有什么好处？他会像Flash一样。MCU的应用是不用担心RAM是多少，TI统一是用FRAM，它同时具备闪存高速的特点。

未来还会有细分产品，就是单电池的供电，这也会扩展出一个系列出来。我们可以看一下右边的这张图，我觉得是比较直观的表现了MSP430的特点。这样可以看一下MCU部分，这是它的一个架构，是时钟和电源的控制，下面是集成模块，集成度非常高，扩展MCU周边应用的一些芯片，很多都可以找得到，还可以看到包括USB，还有一个RF。

这个是一个很粗略的表。430目前会有一系列、二系列、四系列和五系列，从1K到256K。这个是TI产品的系列，横坐标是各种模块ABC，DEC等16位ADC包括USB，这个和产品系列的组合可以得到说明手册上的400个数字。

MSP430在2003年6月份发布了TI的最新数据，有一个五系列，五系列跟以前的系列有什么不一样，最大不区别在于他的工艺有变化。这个会带来什么样的好处？

第一、成本降低，第二、功耗降低。成本降低可以体现在器件上面。我们可以发现以前的二系列中高端的产品集成了一些模块基本上会变成五系列的标配。二系列中高端的产品上到五系列会大幅度降低，从08年到现在五系列目前也推出了大概60-70的number。大家做一些比较。

这个是基于五系列的平台密集推出的子系列，带USB的，市面上有这这么多有USB功能可选，对430的用户来讲从MSP430上得到什么样的应价值，我想主要有三个。首先看一下它的基本特点。这个产品系列还会继续的扩充，这个是他的多样性，我们会看到非常多资源供客户选择。第二点是他的灵活性。电源会集成。你在外部加一个比如说4兆或者是8兆赫只要是大于1.5兆的晶体都会得到需要的资源。

三点非常重要就是它的应用性，对于一个产品的工程师来讲，比如说它是一个便携心电监测仪，他只需要数据怎么传输到机器上去，MSP430在应用方面做了很多的工作，大家可以看到右边的这些内容就是USB，第一点Windows我们都知道工程师可能为了产品升级，产品需要功能的扩展，升级的时候我们往往需要扩一个串口出来或者是在里面写一个louder，它会把这种功能固化到TI的芯片里面去，我们只需要使用TA提供的软件就可以通过USB实现产品的分管，这种的利用性是非常重要的。有的客户只是看中了TI的一个USB的功能。第二点就是我们把stack，目前是由三点，第一个是CDC，就是虚拟串口大家都知道笔记本电脑没有串口我们可以通过一个USB串口一个线来实现，这样在USB里面有一个协议叫CDC，TI这个MSP430提供了一个CDC的库。CDC有一个什么样的不足？它需要操作系统给我们的产品分配一个串口，比如说COM多少，这个需要手工完成这一点存在不确定因素。

还有另外一个HID的一个stacks，比如说鼠标键盘。TI提供了HID的库，客户可以直接把TI的数据改一改。第三点我想USB的产品有可能是一个描述，这个就是系统对USB设备进行枚举的时候它需要设备的描述文件，这个实际上大家会写一些相关的参数。TI会提供一个图形化的界面，大家可以通过鼠标点击破一下，享用你需要的参数就可以了。把了解运作协议的工作中解放出来，大家可以使用到HID的应用和MSC的类似于大容量存储的应用，非常简单，现在所有的参数都在贴在网站上，可以下载。

这个也是一个比较新的应用，TI叫energy，电池都是有寿命的，虽然你只消耗一个微安，电池的寿命总归是有限的，有没有办法摆脱电池的限制。no power怎么实现？大家都在讲绿色能源，怎么实现？小的产品可以融入到这样的理念中。环境是充满能量的，比如说光能、热能、振动或者是移动都可以是能量，RF大家比较清楚了。获得这个能量以后就可以把数据发出去。TI还有热能的振动的能量，有了能量的手机装置以后把它收集下来以后通过TI超低功耗的软件设计理念可以实现到完全不需要电池的数据传输。

大家可以看到最关键的是能量采集怎么样实现？TI会和很多公司合作，大家如果有兴趣可以把这些公司的名字记下来。通过振动可以获取能量，这些都可以取代电池。TI目前会有一个diom就是太阳能的来实现一个这样的无电池的数据。通常墙上会有一个按纽，你按一下这个按纽通过里面的一个NCU把开关的信号传到灯火，灯可以关掉，是这样的过程，现在TI有一些应用不需要有线或者是无线来传输，你按这个按纽的时候它会产生一种能量。通过这个电可以让TI的430把需要的数据传出去。

说了这么多大家可能觉得这个跟医疗有什么关系？这是一个创可贴，又可以说不是一个创可贴，这里面有一个芯片，这个芯片是430的核，同时集成了设计。它会采集到皮肤的热能，包括里的模拟前端，皮肤的温度甚至是像心跳、心电这些可以通过无线的方式传输出去，大家看到一个病人全身插满了线，这种可以被类似创可贴的方式代替，它只需要一点能量就可以问题工作，这个是未来430的一个重要工作。

前面介绍430跟RF的结合，这个是430的一个全新产品线就要CC430，它有集成到TI的设计芯片，大家知道TI会有com的一个产品线慢慢地把它整合到430产品系列中来。

这个是TI的FG系列，从模拟到数据。大家可以看到很简单的在一个血糖的应用。数字信号处理完之后通过液晶显示出来，同时，它可以产生一些音频信号，如果我们是把它看成一个信号链的话，模拟、放大、数字、再次模拟，这个信号可以在430系列实现。

一个是血糖应用。血糖基本是通过酶的反应，对于血糖来讲很简单，需要一个DAC产生一个PR2000，第二代的产品会把串口做更复杂的应用，到第三代产品基本是客户定制，资源会少很多。运放会少了一个，ADC是16个。

第二个是血氧，这个也是430运用比较广的。血氧的原理就是血液中氧的浓度，它对光的吸收强度是一样的，你用红光或者是红外光照射你的手指，你可以通过光强接收，这个光强两次照射不同的比值有关系。其实是跟血糖类似，前端不一样，内部是一个信号链。因为430可以灵活的使用。

这个是心电，这个也是类似，没有讲详细的应用，大家可以去看应用笔记，这个是Dimo，可以看到心电的波形。这个完整的电路图都可以从TA的网站上去下载。TI实际上有一些应用，你的心电加了一个电池，实际上就会变成一个holter，病人不是你去看医生的时候才有问题，可能一整天当中可能有一两分钟有问题，你需要把它一整天的波形记录下来，怎么办？TI的430系列可以把它记录下来进行存储分析，这个也是最近比较流行的一个应用。