CN110244623A - 医用诊察和监护器械、电路及其控制芯片 - Google Patents

医用诊察和监护器械、电路及其控制芯片 Download PDF

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Abstract

本发明适用于医疗技术领域，提供一种医用诊察和监护器械、电路及其控制芯片。本发明实施例通过提供一种控制芯片，在控制芯片中集成设置处理器、系统总线、总线桥、外设总线及音频数模转换器，使音频数模转换器包括升采样滤波器、三角积分调制器及用于与设置于控制芯片外部的扬声器电连接功率放大器，可以有效减小控制芯片所应用的器械的体积并且结构简单，易于实现。

Description

医用诊察和监护器械、电路及其控制芯片
技术领域
本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种医用诊察和监护器械、电路及其控制芯片。
背景技术
随着医疗技术的不断发展以及人们对自身健康状况的日益重视，采用各种医用诊察和监护器械对相应的生理参数进行检测，成为检测健康状况的常用方式。
然而，现有的医用诊察和监护器械体积较大并且结构复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种医用诊察和监护器械、电路及其控制芯片，以解决现有的医用诊察和监护器械体积较大并且结构复杂的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种控制芯片，所述控制芯片包括集成设置于所述控制芯片内部的处理器、系统总线、总线桥、外设总线及音频数模转换器，所述音频数模转换器包括升采样滤波器、三角积分调制器及功率放大器；
所述处理器与所述系统总线电连接，所述系统总线通过所述总线桥与所述外设总线电连接，所述升采样滤波器分别与所述外设总线和所述三角积分调制器电连接，所述三角积分调制器与所述功率放大器电连接，所述功率放大器用于与设置于所述控制芯片外部的扬声器电连接。
在一个实施例中，所述功率放大器包括第一比较器、P型晶体管、N型晶体管、电感、第一电容、第二电容及第一电阻；
所述第一比较器的正输入端与所述外设总线电连接，用于输入音频信号；
所述第一比较器的负输入端与所述三角积分调制器电连接，用于输入三角波信号；
所述第一比较器的输出端与所述P型晶体管的受控端和所述N型晶体管的受控端电连接，用于输出脉宽调制信号；
所述P型晶体管的输入端接入电源；
所述P型晶体管的输出端与所述N型晶体管的输入端和所述电感的一端电连接；
所述N型晶体管的输出端接数字地；
所述电感的另一端与所述第一电容的正极和所述第二电容的正极电连接；
所述第一电容的负极接模拟地；
所述第二电容的负极与所述第一电阻的一端电连接，所述第二电容的负极还用于与所述扬声器电连接；
所述第一电阻的另一端接模拟地。
在一个实施例中，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部的电源管理电路，所述电源管理电路包括宽电压稳压器；
所述宽电压稳压器与所述系统总线和所述外设总线电连接。
在一个实施例中，所述宽电压稳压器的输入电压范围为2V～6.5V、输出电压为3.3V。
在一个实施例中，所述宽电压稳压器包括直流稳压电源、第一三极管、第一二极管、第二比较器、第二电阻及第三电阻；
所述直流稳压电源的正极与所述第一三极管的输入端电连接构成所述宽电压稳压器的电压输入端；
所述直流稳压电源的负极与所述第一二极管的负极和所述第二比较器的正输入端电连接；
所述第一三极管的受控端与所述第二比较器的输出端电连接；
所述第一三极管的输出端与所述第二电阻的一端电连接构成所述宽电压稳压器的电压输出端；
所述第一二极管的正极与所述第三电阻的一端共接于模拟地；
所述第二比较器的负输入端与所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的另一端电连接。
在一个实施例中，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部的模拟前端采集电路，所述模拟前端采集电路包括斩波可编程增益放大器、三角积分模数转换器、带隙基准电压源及稳压电路；
所述斩波可编程增益放大器与所述外设总线、所述三角积分模数转换器和所述稳压电路电连接，所述稳压电路与所述带隙基准电压源和所述三角积分模数转换器电连接，所述三角积分模数转换器接入基于斩波调制的带隙基准电压源、共模电压和基准电压，所述三角积分模数转换器还用于与设置于所述控制芯片外部的压力传感器电连接。
在一个实施例中，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部且与所述处理器电连接的时钟管理器；以及
与所述外设总线电连接的电荷泵、显示驱动电路、USB驱动电路、实时时钟芯片、循环冗余校验模块、I/O端口、模数转换器、定时器驱动电路、PWM芯片、串行端口、并行端口、模拟多路复用器及模拟量输入模块；
所述电荷泵用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的排气阀电连接；
所述USB驱动电路用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的USB接口电连接；
所述显示驱动电路用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的显示屏电连接；
所述实时时钟芯片用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的休眠按键和唤醒按键电连接，所述休眠按键用于控制所述实时时钟芯片进入休眠状态，所述唤醒按键用于控制所述实时时钟芯片进入唤醒状态，实现对所述控制芯片的待机和唤醒控制；
所述定时器驱动电路用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的晶振电连接；
所述PWM芯片用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的马达电连接。
在一个实施例中，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部且与所述系统总线电连接的闪存控制器、随机存取存储器及只读存储器。
本发明实施例的第二方面提供一种医用诊察和监护电路，包括上述的控制芯片，还包括扬声器接口、压力传感器电路、阀门控制电路、USB接口、充电管理电路、显示屏、按键电路、晶振电路及马达驱动电路；
所述扬声器接口的正输出端和负输出端均与所述控制芯片和扬声器电连接；
所述压力传感器电路包括电阻式压力传感器、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述电阻式压力传感器的第一输出端和第一偏置接口与所述控制芯片电连接，所述电阻式压力传感器的第二输出端所述电阻式压力传感器的第一输出端电连接，所述电阻式压力传感器的第二偏置接口与所述控制芯片、所述第四电容的正极和所述第四电阻的一端电连接，所述第四电容的负极和所述第四电阻的另一端接数字地，所述第五电容的正极与所述第五电阻的一端共接构成所述压力传感器电路的电源端并与所述控制芯片电连接，所述第五电容的负极接地，所述第五电阻的另一端与所述第六电容的正极和所述第六电阻的一端电连接构成第三偏置接口，所述第六电容的负极和所述第六电阻的另一端接数字地，所述第三偏置接口与所述控制芯片电连接；或者，所述压力传感器电路包括电容式压力传感器、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻及第九电阻，所述电容式压力传感器的第一接口与所述第七电容的正极、所述第七电阻的一端及所述第八电阻的一端电连接，所述第七电容的负极与所述第七电阻的另一端电连接构成第一偏置接口，所述第一偏置接口与所述控制芯片电连接，所述电容式压力传感器的第二接口为第二偏置接口，所述第二偏置接口与所述控制芯片电连接，所述第八电阻的另一端与所述第八电容的正极和所述第九电阻的一端电连接，所述第八电容的负极与所述第九电阻的另一端电连接构成第三偏置接口，所述第三偏振接口与所述控制芯片电连接；
所述阀门控制电路包括第九电容、第十电容、第十电阻、第十一电阻、第二三极管、第二二极管及阀门接口，所述第九电容的正极与所述第十电阻的一端电连接构成所述阀门控制电路的使能端，所述阀门控制电路的使能端与所述控制芯片电连接，所述第九电容的负极与所述第十电阻的另一端、所述第十一电阻的一端及所述第二三极管的受控端电连接，所述第十二电容的另一端与所述第二三极管的输出端共接于模拟地，所述第二三极管的输入端与所述第二二极管的正极和所述阀门接口电连接，所述第二二极管的负极与所述第十电容的正极和所述阀门接口共接构成所述阀门控制电路的电源端，所述第十电容的负极接地，所述阀门接口还与排气阀电连接；
所述充电管理电路包括第十一电容、第十二电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、充电芯片、发光二极管及可充电电池，所述USB接口的电源端与所述充电芯片的电源端、所述第十一电容的正极及所述第十三电阻的一端电连接构成所述充电管理电路的电源输入端，所述电源输入端用于接入外部电源，所述USB接口的负信号端和正信号端与所述控制芯片电连接，所述USB接口的ID端和接地端接模拟地，所述第十一电容的负极和所述第十二电阻的一端接模拟地，所述第十二电阻的另一端与所述充电芯片的电流设置端电连接，所述充电芯片的电池连接端与所述第一十电容的正极和所述可充电电池的正极电连接构成所述充电管理电路的电源输出端，所述电源输出端用于与所述控制芯片、所述阀门控制电路的电源端及所述马达驱动电路的电源端电连接，所述第十二电容的负极与所述可充电电池的负极和所述第十四电阻的一端共接于模拟地，所述第十四电阻的另一端接数字地，所述第十三电阻的另一端与所述发光二极管的正极电连接，所述发光二极管的负极与所述充电芯片的充电状态指示端电连接；
所述显示屏的公共电极端和段电极端与所述控制芯片电连接；
所述按键电路包括四个按键，所述按键的输入端与所述控制芯片电连接，所述按键的输出端接地；
所述晶振电路包括第十三电容、第十四电容和晶振，所述第十三电容的正极与所述晶振的输入端和所述控制芯片电连接，所述第十三电容的负极与所述第十四电容的负极共接与模拟地，所述第十四电容的正极与所述晶振的输出端和所述控制芯片电连接；
所述马达驱动电路包括第十五电容、第十六电容、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、马达、第三二极管及P型场效应管，所述第十五电容的正极与所述第十六电容的正极、所述第十七电阻的一端及所述第三二极管的负极共接构成所述马达驱动电路的电源端，所述第十五电容的负极与所述第十六电容的负极共接于模拟地，所述第十七电阻的另一端与所述马达的正极电连接，所述马达的负极与所述第三二极管的正极和所述P型场效应管的输入端电连接，所述马达用于与泵机械连接，所述第十五电阻的一端为所述马达驱动电路的使能端，所述马达驱动电路的使能端与所述控制芯片电连接，所述第十五电阻的另一端与所述第十六电阻的一端及所述P型场效应管的受控端电连接，所述第十六电阻的另一端与所述P型场效应管的输出端共接于模拟地。
本发明实施例的第三方面提供一种医用诊察和监护器械，包括上述的医用诊察和监护电路，还包括扬声器、泵、排气阀、臂带、压力传感器及通信模块。
所述排气阀设置于所述臂带，所述臂带分别与所述泵、所述排气阀和所述压力传感器机械连接；
所述通信模块与所述控制芯片电连接，用于与用户终端和云端服务器通信连接。
本发明实施例通过提供一种控制芯片，在控制芯片中集成设置处理器、系统总线、总线桥、外设总线及音频数模转换器，使音频数模转换器包括升采样滤波器、三角积分调制器及用于与设置于控制芯片外部的扬声器电连接功率放大器，可以有效减小控制芯片所应用的器械的体积并且结构简单，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的控制芯片的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的功率放大器的电路原理图；
图3是本发明实施例二提供的控制芯片的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的宽电压稳压器的电路原理图；
图5是本发明实施例三提供的控制芯片的结构示意图；
图6是本发明实施例四提供的医用诊察和监护电路的结构示意图；
图7是本发明实施例四提供的扬声器接口、按键电路及晶振电路的电路原理图；
图8是本发明实施例四提供的一种压力传感器电路的电路原理图；
图9是本发明实施例四提供的另一种压力传感器电路的电路原理图；
图10是本发明实施例四提供的阀门控制电路的电路原理图；
图11是本发明实施例四提供的USB接口及充电管理电路的电路原理图；
图12是本发明实施例四提供的显示屏的电路原理图；
图13是本发明实施例四提供的马达驱动电路的电路原理图；
图14是本发明实施例五提供的医用诊察和监护器械的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
实施例一
本实施例提供一种控制芯片101，控制芯片101包括集成设置于控制芯片101内部的处理器11、系统总线(System Bus)12、总线桥(S/P Bridge)13、外设总线(PeripheralBus)14及音频数模转换器(Audio DAC)15，音频数模转换器15包括升采样滤波器151、三角积分调制器(Delta-Sigma Modulator，DSM)152及功率放大器153；
处理器11与系统总线12电连接，系统总线12通过总线桥13与外设总线14电连接，升采样滤波器151分别与外设总线14和三角积分调制器152电连接，三角积分调制器152与功率放大器153电连接，功率放大器153用于与设置于控制芯片101外部的扬声器200电连接。
在应用中，控制芯片可以应用于医用诊察和监护器械，例如电子听诊器、呼吸功能及气体分析测定装置、生理参数分析测量设备、病人监护设备、电声学测量及分析设备、超声生理参数测量及分析设备、心血管功能检测设备、人体阻抗测量及分析设备、酸碱度检测设备等。
在应用中，处理器可以可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-PrograAAable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在一个实施例中，所述处理器为32位(bit)精简指令集计算机(ReducedInstruction Set Computer，RISC)CPU。
在应用中，音频模数转换器用于依次对音频信号进行升采样、调制和功率放大后输出至扬声器，通过在控制芯片的音频模数转换器中内置功率放大器，可以有效减小控制芯片所应用的器械的体积。
如图2所示，在本实施例中，功率放大器153包括第一比较器A1、P型晶体管Q1、N型晶体管Q2、电感L、第一电容C1、第二电容C2及第一电阻R1；
第一比较器A1的正输入端与外设总线电连接，用于输入音频信号；
第一比较器A1的负输入端与三角积分调制器152电连接，用于输入三角波信号；
第一比较器A1的输出端与P型晶体管Q1的受控端和N型晶体管Q2的受控端电连接，用于输出脉宽调制信号；
P型晶体管Q1的输入端接入电源VDD；
P型晶体管Q1的输出端与N型晶体管Q2的输入端和电感L的一端电连接；
N型晶体管Q2的输出端接数字地；
电感L的另一端与第一电容C1的正极和第二电容C2的正极电连接；
第一电容C1的负极接模拟地；
第二电容C2的负极与第一电阻R1的一端电连接，第二电容C2的负极还用于与扬声器电连接；
第一电阻R1的另一端接模拟地。
在应用中，P型晶体管和N型晶体管可以是场效应管或三极管，图2中示例性的示出P型晶体管和N型晶体管是场效应管。
实施例二
如图3所示，在本实施例中，实施例一中的控制芯片101还包括集成设置于控制芯片101内部的电源管理电路16，电源管理电路16包括宽电压稳压器161；
宽电压稳压器161通过系统总线12和外设总线14分别与控制芯片101内部的需要供电的各个其他器件(包括处理器11和音频数模转换器15)电连接，用于为需要供电的各个其他器件供电。
在应用中，可以根据实际需要选择合适输入电压范围的宽电压稳压器，通过设置宽电压稳压器，可以使得控制芯片能够不受电源供电电压大小的影响，始终能够通过宽电压稳压器为控制芯片内部的需要供电的各个其他器件提供稳定的工作电压。
在一个实施例中，所述宽电压稳压器的输入电压范围为2V～6.5V、输出电压为3.3V。
如图4所示，在本，宽电压稳压器161包括直流稳压电源、第一三极管Q3、第一二极管D1、第二比较器A2、第二电阻R2及第三电阻R3；
直流稳压电源的正极与第一三极管D3的输入端电连接构成宽电压稳压器161的电压输入端；
直流稳压电源的负极与第一二极管D1的负极和第二比较器A2的正输入端电连接；
第一三极管Q3的受控端与第二比较器A2的输出端电连接；
第一三极管Q3的输出端与第二电阻R2的一端电连接构成宽电压稳压器161的电压输出端；
第一二极管D1的正极与第三电阻R3的一端共接于模拟地；
第二比较器A2的负输入端与第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的另一端电连接。
在本实施例中，第一三极管为P型三极管。
本实施例中通过设置宽电压稳压器，可以使得控制芯片能够不受电源供电电压大小的影响，始终能够通过宽电压稳压器为控制芯片内部的需要供电的各个其他器件提供稳定的工作电压。
实施例三
如图5所示，在本实施例中，实施例一或二中的控制芯片101还包括集成设置于控制芯片101内部的模拟前端(Analog Front End，AFE)采集电路17，模拟前端采集电路17包括斩波可编程增益放大器(Chop Pmgramable Gain Amplifier，ChopPGA)171、三角积分模数转换器(Delta-Sigma ADC，SDADC)172、带隙基准电压源(Band Gap)173及稳压电路174；
斩波可编程增益放大器171与外设总线14、三角积分模数转换器172和稳压电路174电连接，稳压电路174与带隙基准电源173和三角积分模数转换器172电连接，三角积分模数转换器172接入基于斩波调制的带隙基准电压源(Chop Band Gap)、共模电压(VCM)和基准电压(VREF)，三角积分模数转换器还用于与设置于控制芯片101外部的压力传感器电连接。
在应用中，稳压电路可以通过稳压器件或芯片来实现，例如，低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)。压力传感器为气压压力传感器。
如图5所示，在本实施例中，控制芯片101还包括集成设置于控制芯片101内部且与处理器11电连接的时钟管理器18；以及
与外设总线14电连接的电荷泵(Charge Pump)19、显示驱动电路20、USB驱动电路21、实时时钟芯片(Real-Time Clock，RTC)22、循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)模块23、I/O端口24、模数转换器25、定时器驱动电路26、PWM芯片27、串行端口28、并行端口29、模拟多路复用器(Analog MUX)30及模拟量输入模块(Analog INV)31；
电荷泵19用于通过串行端口28和并行端口29中至少一个及I/O端口24与设置于控制芯片101外部的排气阀电连接；
USB驱动电路21用于通过串行端口28和并行端口29中至少一个及I/O端口24与设置于控制芯片101外部的USB接口电连接；
显示驱动电路20用于通过串行端口28和并行端口29中至少一个及I/O端口24与设置于控制芯片101外部的显示屏电连接；
实时时钟芯片22用于通过串行端口28和并行端口29中至少一个及I/O端口24与设置于控制芯片101外部的休眠按键和唤醒按键电连接，休眠按键用于控制实时时钟芯片进入休眠状态，唤醒按键用于控制实时时钟芯片进入唤醒状态，实现对控制芯片101的待机和唤醒控制；
定时器驱动电路26用于通过串行端口28和并行端口29中至少一个及I/O端口24与设置于控制芯片101外部的晶振电连接；
PWM芯片27用于通过串行端口28和并行端口29中至少一个及I/O端口24与设置于控制芯片101外部的马达电连接。
在应用中，串行端口包括I2C端口、SPI端口及UART端口中的至少一个。排气阀为电子控制排气阀。休眠按键和唤醒按键可以为机械按键或电子按键(例如，触控按键)。马达为微型马达。
如图5所示，在本实施例中，控制芯片101还包括集成设置于控制芯片101内部且与系统总线12电连接的闪存控制器(Flash Memory Controller)32、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)33及只读存储器(Read-Only Memory，ROM)34。
在应用中，随机存取存储器具体可以为静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)，只读存储器具体可以为(Mask Read-Only Memory，MROM)。
本实施例中通过在控制芯片中集成设置各种功能器件或逻辑电路，使得控制芯片具备前端采集、时钟管理、排气阀驱动、USB充电或通信、休眠、待机、定时、马达驱动及存储功能。
实施例四
如图6所示，本实施例提供一种医用诊察和监护电路100，包括实施例三中的控制芯片101，还包括扬声器接口102、压力传感器电路103、阀门控制电路104、USB接口105、充电管理电路106、显示屏107、按键电路108、晶振电路109及马达驱动电路110。
如图7所示，在本实施例中，扬声器接口102(图7中表示为J1)的正输出端SP+和负输出端SP-均与控制芯片和扬声器电连接。
在应用中，控制芯片可以选用AC622B型LQFP64封装尺寸或AC622B型QFN76封装尺寸的芯片。
如图8所示，在本实施例中，压力传感器电路103包括电阻式压力传感器U1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6，电阻式压力传感器U1的第一输出端P_OUT1和第一偏置接口P_REF与控制芯片电连接，电阻式压力传感器U1的第二输出端P_OUT2通过第三电容C3与电阻式压力传感器U1的第一输出端P_OUT1电连接，电阻式压力传感器U1的第二偏置接口N_REF与控制芯片、第四电容C4的正极和第四电阻R4的一端电连接，第四电容C4的负极和第四电阻R4的另一端接数字地，第五电容C5的正极与第五电阻R5的一端共接构成压力传感器电路103的电源端AVDDR并与控制芯片电连接，第五电容C5的负极接地，第五电阻R5的另一端与第六电容C6的正极和第六电阻R6的一端电连接构成第三偏置接口AIN6，第六电容C6的负极和第六电阻R6的另一端接数字地，第三偏置接口AIN6与控制芯片电连接。
如图9所示，在一个实施例中，压力传感器电路103包括电容式压力传感器U2、第七电容C7、第八电容C8、第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9，电容式压力传感器U2的第一接口CAP1与第七电容C7的正极、第七电阻R7的一端及第八电阻R8的一端电连接，第七电容C7的负极与第七电阻R7的另一端电连接构成第一偏置接口AIN3，第一偏置接口AIN3与控制芯片电连接，电容式压力传感器U2的第二接口CAP2为第二偏置接口AIN4，第二偏置接口AIN4与控制芯片电连接，第八电阻R8的另一端与第八电容C8的正极和第九电阻R9的一端电连接，第八电容C8的负极与第九电阻R9的另一端电连接构成第三偏置接口AIN5，第三偏振接口AIN5与控制芯片电连接。
如图10所示，在一个实施例中，阀门控制电路104包括第九电容C9、第十电容C10、第十电阻R11、第十一电阻R11、第二三极管Q4、第二二极管D2及阀门接口J2，第九电容C9的正极与第十电阻R10的一端构成阀门控制电路104的使能端VAL_EN，使能端VAL_EN与控制芯片电连接，第九电容C9的负极与第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的一端及第二三极管Q4的受控端电连接，第十二电容C12的另一端与第二三极管Q4的输出端共接于模拟地，第二三极管Q4的输入端与第二二极管D2的正极和阀门接口J2电连接，第二二极管D2的负极与第十电容C10的正极和阀门接口J2共接构成阀门控制电路104的电源端VMCU，第十电容C10的负极接地，阀门接口J2还与排气阀电连接。
在应用中，第二三极管可以是Q型三极管，电荷泵具体通过串行端口和并行端口中至少一个及I/O端口与阀门控制电路电连接。
如图11所示，在一个实施例中，充电管理电路106包括第十一电容C11、第十二电容C12、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、充电芯片U3、发光二极管D3及可充电电池BT1，USB接口105(图11中表示为J3)的电源端+5V与充电芯片U3的电源端VCC、第十一电容C11的正极、第十三电阻R13的一端及充电芯片U3的电源端VCC电连接构成充电管理电路106的电源输入端DC5V，电源输入端DC5V用于接入+5V的外部直流电源，USB接口J3的负信号端DM和正信号端DP与控制芯片电连接，USB接口的ID端ID和接地端GND接模拟地，第十一电容C11的负极和第十二电阻R12的一端接模拟地，第十二电阻R12的另一端与充电芯片U3的电流设置端PROG电连接，充电芯片U3的电池连接端BAT与第一十电容C11的正极和可充电电池BT1的正极VBAT电连接构成充电管理电路106的电源输出端VMCU，电源输出端VMCU用于与控制芯片、阀门控制电路104的电源端VMCU及马达驱动电路110的电源端VMCU电连接，第十二电容C12的负极与可充电电池BT1的负极和第十四电阻R14的一端共接于模拟地，第十四电阻R14的另一端接数字地，第十三电阻R13的另一端与发光二极管D3的正极电连接，发光二极管D3的负极与充电芯片U3的充电状态指示端CHRG电连接。
在本实施例中，USB接口为USB MINI接口。
在应用中，USB接口可以等效替换为其他型号的USB接口，充电芯片可以为LP4060型充电芯片。
如图12所示，在一个实施例中，显示屏107的公共电极端COM0～C0M5和段电极端SEG0～SEG21与控制芯片电连接。
在应用中，显示屏的公共电极端和段电极端的数量可以根据实际需要进行设置，图12中示例性的示出显示屏包括6个公共电极端和22个段电极端。
如图7所示，在一个实施例中，按键电路108包括四个按键KEY0～KEY3，按键的输入端KEY0～KEY3与控制芯片电连接，按键的输出端接地。
在应用中，四个按键中包括一个用于复位控制芯片复位的复位按键、一个用于使控制芯片休眠的休眠按键及一个用于唤醒控制芯片的唤醒按键，另外一个按键可以是开/关机按键。
如图7所示，在一个实施例中，晶振电路109包括第十三电容C13、第十四电容C14和晶振Y1，第十三电容C13的正极与晶振Y1的输入端OSCI和控制芯片电连接，第十三电容C13的负极与第十四电容C14的负极共接与模拟地，第十四电容C14的正极与晶振Y1的输出端OSCO和控制芯片电连接。
在应用中，晶振的工作频率范围可以根据实际需要进行设置和选择。
如图13所示，在一个实施例中，马达驱动电路110包括第十五电容C15、第十六电容C16、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、马达MOT1、第三二极管D4及P型场效应管Q5，第十五电容C15的正极与第十六电容C16的正极、第十七电阻R17的一端及第三二极管D4的负极共接构成马达驱动电路110的电源端VMCU，第十五电容C15的负极与第十六电容C16的负极共接于模拟地，第十七电阻R17的另一端与马达MOT1的正极电连接，马达MOT1的负极与第三二极管D4的正极和P型场效应管Q5的输入端电连接，马达MOT1用于与泵机械连接，第十五电阻R15的一端为马达驱动电路110的使能端MOT_EN，马达驱动电路110的使能端MOT_EN与控制芯片电连接，第十五电阻R15的另一端与第十六电阻R16的一端及P型场效应管Q5的受控端电连接，第十六电阻R16的另一端与P型场效应管Q5的输出端共接于模拟地。
在应用中，泵可以为加压气泵。
本实施例中通过在医用诊察和监护电路中设置各种功能器件或逻辑电路，使得医用诊察和监护电路具备语音播报、压力传感、时钟管理、排气阀驱动、USB充电或通信、休眠、待机、定时及马达驱动等用于实现动脉硬度检测的功能。
实施例五
如图14所示，本实施例提供一种医用诊察和监护器械1000，包括医用诊察和监护电路100，还包括扬声器200、泵、排气阀400、臂带500、压力传感器600及通信模块700。
在本实施例中，医用诊察和监护器械例如电子听诊器、呼吸功能及气体分析测定装置、生理参数分析测量设备、病人监护设备、电声学测量及分析设备、超声生理参数测量及分析设备、心血管功能检测设备、人体阻抗测量及分析设备、酸碱度检测设备等。
排气阀400设置于臂带500，臂带500分别与泵、排气阀400和压力传感器600机械连接；
通信模块700与控制芯片101电连接，用于与用户终端2000和/或云端服务器3000通信连接。
在应用中，泵可以为加压气泵。排气阀可以为电子控制排气阀。臂带是指可绑缚于人体手臂上、内置有压力传感器，与血压臂带的工作原理相同的臂带。压力传感器可以为气压压力传感器。通信模块包括基于有线网络或无线网络的任意通信器件，例如，以太网芯片、WiFi模块、蓝牙模块、GPRS模块等。用户终端可以为手机、平板电脑、个人计算机、个人数字助理、智能手环、笔记本电脑等设备。
本实施例通过提供一种包括医用诊察监护电路的医用诊察和监护器械，可以有效减小医用诊察和监护器械的体积并且结构简单，易于实现。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制芯片，其特征在于，所述控制芯片包括集成设置于所述控制芯片内部的处理器、系统总线、总线桥、外设总线及音频数模转换器，所述音频数模转换器包括升采样滤波器、三角积分调制器及功率放大器；
所述处理器与所述系统总线电连接，所述系统总线通过所述总线桥与所述外设总线电连接，所述升采样滤波器分别与所述外设总线和所述三角积分调制器电连接，所述三角积分调制器与所述功率放大器电连接，所述功率放大器用于与设置于所述控制芯片外部的扬声器电连接。
2.如权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述功率放大器包括第一比较器、P型晶体管、N型晶体管、电感、第一电容、第二电容及第一电阻；
所述第一比较器的正输入端与所述外设总线电连接，用于输入音频信号；
所述第一比较器的负输入端与所述三角积分调制器电连接，用于输入三角波信号；
所述第一比较器的输出端与所述P型晶体管的受控端和所述N型晶体管的受控端电连接，用于输出脉宽调制信号；
所述P型晶体管的输入端接入电源；
所述P型晶体管的输出端与所述N型晶体管的输入端和所述电感的一端电连接；
所述N型晶体管的输出端接数字地；
所述电感的另一端与所述第一电容的正极和所述第二电容的正极电连接；
所述第一电容的负极接模拟地；
所述第二电容的负极与所述第一电阻的一端电连接，所述第二电容的负极还用于与所述扬声器电连接；
所述第一电阻的另一端接模拟地。
3.如权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部的电源管理电路，所述电源管理电路包括宽电压稳压器；
所述宽电压稳压器与所述系统总线和所述外设总线电连接。
4.如权利要求3所述的控制芯片，其特征在于，所述宽电压稳压器的输入电压范围为2V～6.5V、输出电压为3.3V。
5.如权利要求3或4所述的控制芯片，其特征在于，所述宽电压稳压器包括直流稳压电源、第一三极管、第一二极管、第二比较器、第二电阻及第三电阻；
所述直流稳压电源的正极与所述第一三极管的输入端电连接构成所述宽电压稳压器的电压输入端；
所述直流稳压电源的负极与所述第一二极管的负极和所述第二比较器的正输入端电连接；
所述第一三极管的受控端与所述第二比较器的输出端电连接；
所述第一三极管的输出端与所述第二电阻的一端电连接构成所述宽电压稳压器的电压输出端；
所述第一二极管的正极与所述第三电阻的一端共接于模拟地；
所述第二比较器的负输入端与所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的另一端电连接。
6.如权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部的模拟前端采集电路，所述模拟前端采集电路包括斩波可编程增益放大器、三角积分模数转换器、带隙基准电压源及稳压电路；
所述斩波可编程增益放大器与所述外设总线、所述三角积分模数转换器和所述稳压电路电连接，所述稳压电路与所述带隙基准电压源和所述三角积分模数转换器电连接，所述三角积分模数转换器接入基于斩波调制的带隙基准电压源、共模电压和基准电压，所述三角积分模数转换器还用于与设置于所述控制芯片外部的压力传感器电连接。
7.如权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部且与所述处理器电连接的时钟管理器；以及
与所述外设总线电连接的电荷泵、显示驱动电路、USB驱动电路、实时时钟芯片、循环冗余校验模块、I/O端口、模数转换器、定时器驱动电路、PWM芯片、串行端口、并行端口、模拟多路复用器及模拟量输入模块；
所述电荷泵用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的排气阀电连接；
所述USB驱动电路用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的USB接口电连接；
所述显示驱动电路用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的显示屏电连接；
所述实时时钟芯片用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的休眠按键和唤醒按键电连接，所述休眠按键用于控制所述实时时钟芯片进入休眠状态，所述唤醒按键用于控制所述实时时钟芯片进入唤醒状态，实现对所述控制芯片的待机和唤醒控制；
所述定时器驱动电路用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的晶振电连接；
所述PWM芯片用于通过所述串行端口和所述并行端口中至少一个及所述I/O端口与设置于所述控制芯片外部的马达电连接。
8.如权利要求1所述的控制芯片，其特征在于，所述控制芯片还包括集成设置于所述控制芯片内部且与所述系统总线电连接的闪存控制器、随机存取存储器及只读存储器。
9.一种医用诊察和监护电路，其特征在于，包括权利要求7所述的控制芯片，还包括扬声器接口、压力传感器电路、阀门控制电路、USB接口、充电管理电路、显示屏、按键电路、晶振电路及马达驱动电路；
所述扬声器接口的正输出端和负输出端均与所述控制芯片和扬声器电连接；
所述压力传感器电路包括电阻式压力传感器、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述电阻式压力传感器的第一输出端和第一偏置接口与所述控制芯片电连接，所述电阻式压力传感器的第二输出端所述电阻式压力传感器的第一输出端电连接，所述电阻式压力传感器的第二偏置接口与所述控制芯片、所述第四电容的正极和所述第四电阻的一端电连接，所述第四电容的负极和所述第四电阻的另一端接数字地，所述第五电容的正极与所述第五电阻的一端共接构成所述压力传感器电路的电源端并与所述控制芯片电连接，所述第五电容的负极接地，所述第五电阻的另一端与所述第六电容的正极和所述第六电阻的一端电连接构成第三偏置接口，所述第六电容的负极和所述第六电阻的另一端接数字地，所述第三偏置接口与所述控制芯片电连接；或者，所述压力传感器电路包括电容式压力传感器、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻及第九电阻，所述电容式压力传感器的第一接口与所述第七电容的正极、所述第七电阻的一端及所述第八电阻的一端电连接，所述第七电容的负极与所述第七电阻的另一端电连接构成第一偏置接口，所述第一偏置接口与所述控制芯片电连接，所述电容式压力传感器的第二接口为第二偏置接口，所述第二偏置接口与所述控制芯片电连接，所述第八电阻的另一端与所述第八电容的正极和所述第九电阻的一端电连接，所述第八电容的负极与所述第九电阻的另一端电连接构成第三偏置接口，所述第三偏振接口与所述控制芯片电连接；
所述阀门控制电路包括第九电容、第十电容、第十电阻、第十一电阻、第二三极管、第二二极管及阀门接口，所述第九电容的正极与所述第十电阻的一端电连接构成所述阀门控制电路的使能端，所述阀门控制电路的使能端与所述控制芯片电连接，所述第九电容的负极与所述第十电阻的另一端、所述第十一电阻的一端及所述第二三极管的受控端电连接，所述第十二电容的另一端与所述第二三极管的输出端共接于模拟地，所述第二三极管的输入端与所述第二二极管的正极和所述阀门接口电连接，所述第二二极管的负极与所述第十电容的正极和所述阀门接口共接构成所述阀门控制电路的电源端，所述第十电容的负极接地，所述阀门接口还与排气阀电连接；
所述充电管理电路包括第十一电容、第十二电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、充电芯片、发光二极管及可充电电池，所述USB接口的电源端与所述充电芯片的电源端、所述第十一电容的正极及所述第十三电阻的一端电连接构成所述充电管理电路的电源输入端，所述电源输入端用于接入外部电源，所述USB接口的负信号端和正信号端与所述控制芯片电连接，所述USB接口的ID端和接地端接模拟地，所述第十一电容的负极和所述第十二电阻的一端接模拟地，所述第十二电阻的另一端与所述充电芯片的电流设置端电连接，所述充电芯片的电池连接端与所述第一十电容的正极和所述可充电电池的正极电连接构成所述充电管理电路的电源输出端，所述电源输出端用于与所述控制芯片、所述阀门控制电路的电源端及所述马达驱动电路的电源端电连接，所述第十二电容的负极与所述可充电电池的负极和所述第十四电阻的一端共接于模拟地，所述第十四电阻的另一端接数字地，所述第十三电阻的另一端与所述发光二极管的正极电连接，所述发光二极管的负极与所述充电芯片的充电状态指示端电连接；所述显示屏的公共电极端和段电极端与所述控制芯片电连接；
所述按键电路包括四个按键，所述按键的输入端与所述控制芯片电连接，所述按键的输出端接地；
所述晶振电路包括第十三电容、第十四电容和晶振，所述第十三电容的正极与所述晶振的输入端和所述控制芯片电连接，所述第十三电容的负极与所述第十四电容的负极共接与模拟地，所述第十四电容的正极与所述晶振的输出端和所述控制芯片电连接；
所述马达驱动电路包括第十五电容、第十六电容、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、马达、第三二极管及P型场效应管，所述第十五电容的正极与所述第十六电容的正极、所述第十七电阻的一端及所述第三二极管的负极共接构成所述马达驱动电路的电源端，所述第十五电容的负极与所述第十六电容的负极共接于模拟地，所述第十七电阻的另一端与所述马达的正极电连接，所述马达的负极与所述第三二极管的正极和所述P型场效应管的输入端电连接，所述马达用于与泵机械连接，所述第十五电阻的一端为所述马达驱动电路的使能端，所述马达驱动电路的使能端与所述控制芯片电连接，所述第十五电阻的另一端与所述第十六电阻的一端及所述P型场效应管的受控端电连接，所述第十六电阻的另一端与所述P型场效应管的输出端共接于模拟地。
10.一种医用诊察和监护器械，其特征在于，包括如权利要求9所述的医用诊察和监护电路，还包括扬声器、泵、排气阀、臂带、压力传感器及通信模块。
所述排气阀设置于所述臂带，所述臂带分别与所述泵、所述排气阀和所述压力传感器机械连接；
所述通信模块与所述控制芯片电连接，用于与用户终端和/或云端服务器通信连接。
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