基于AMS AS7000動(dòng)態(tài)心率測(cè)量智能手環(huán)

引言
     隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步和高性能低功耗處 理芯片的推出等，智能穿戴設(shè)備種類(lèi)逐漸豐富，穿戴式智能 設(shè)備已經(jīng)從概念走向商用化，谷歌眼鏡、蘋(píng)果手表、三星智 能腕表、耐克的燃料腕帶、傳感器智能服、太陽(yáng)能充電背包 等穿戴式智能設(shè)備大量涌現(xiàn)，智能穿戴技術(shù)已經(jīng)滲透到健 身、醫(yī)療、娛樂(lè)、安全、財(cái)務(wù)等眾多領(lǐng)域。目前在國(guó)內(nèi)手環(huán) 市場(chǎng)上，自帶高精度心率檢測(cè)功能的智能手環(huán)也日趨成熟， 前不久小米還推出了了心率手環(huán)，其中心率模塊用的就是 AMS的動(dòng)態(tài)心率檢測(cè)芯片AS7000。

1 系統(tǒng)總體方案介紹
如圖1基于AS7000心率手環(huán)系統(tǒng)框架所示，手環(huán)主要由 充電管理系統(tǒng)、三軸加速度傳感器LIS3DH的計(jì)步檢測(cè)運(yùn)動(dòng) 量信息系統(tǒng)、AS7000的動(dòng)態(tài)心率檢測(cè)系統(tǒng)、觸摸、OLED顯 示、手機(jī)App藍(lán)牙信息交互系統(tǒng)共同組成。
1.1  充電管理系統(tǒng)

圖1   基于AS7000心率手環(huán)系統(tǒng)框架
STNS01芯片內(nèi)部集成了LDO穩(wěn)壓器和電池充電管理系
統(tǒng)。它使用CC / CV算法給電池充電，充電電流可以使用一 個(gè)外部電阻來(lái)選擇，充電電流最大400mA，浮動(dòng)電壓值是4.2
V。輸入電源電壓通常用來(lái)為充電電池和LDO穩(wěn)壓器提供電 力。當(dāng)一個(gè)有效的輸入電壓不存在并且電池存在的時(shí)候，設(shè) 備會(huì)自動(dòng)切換到電池供電。
STNS01電池充電管理系統(tǒng)集成了過(guò)度充電、過(guò)放電和 過(guò)電流保護(hù)電路，這樣可以有效地在故障條件下防止電池?fù)p 壞。它還有一個(gè)充電控制引腳控制停止充電，當(dāng)我們從外部 檢測(cè)電池過(guò)熱時(shí)。
STNS0芯片在shutdown模式，電池電力消耗可以減少到
500 nA，這樣可以最大化地保證電池壽命，尤其在貨架期間 或航運(yùn)期間。芯片的封裝尺寸只有3×3mm，為智能手環(huán)的 PCB 布局減少了很多的空間。
如圖2所示，其中芯片1管腳IN：電池管理芯片電壓輸 入引腳。
芯片2管腳SYS：電池管理芯片3.1V輸出引腳，可以提供 電源，跟LDI輸出引腳類(lèi)似。
芯片3管腳LDO：電池管理芯片3.1V輸出引腳，具體見(jiàn) 芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)描述。
芯片4管腳SD：LDO輸出控制引腳，默認(rèn)上拉使能。
芯片5管腳CHG：電池管理芯片錯(cuò)誤提示引腳，閃爍說(shuō) 明電源存在問(wèn)題。
芯片6管腳CEN：充電使能引腳，上拉使能。 芯片7管腳GND：地。 芯片8管腳NTC：外部熱敏電阻。 芯片9管腳ISET：充電電流控制引腳，接1kΩ電阻，電
流最大200mA。

圖2    STNS01最小系統(tǒng)原理