3 天前 只看该作者 倒序浏览 阅读：2396 回复：2 本帖最后由 Killoser 于 2020-4-8 16:38 编辑呼吸机的原理和分类作者：东兴研究圈呼吸机为治疗呼吸衰竭患者重要手段。呼吸机用于机械辅助通气，实现帮助患者正常呼吸。当患者呼吸功能失常时，呼吸机可以模仿人的呼吸速率将含氧量不同的气体（21%-100%）送进肺部，并规律性地进行气体交换，帮助患者改善缺氧、二氧化碳滞留状态。医用呼吸机为三类医疗器械，常规家用呼吸机为二类医疗器械。根据 2017 年版《医疗器械分类目录》来看，家用呼吸支持设备（非生命支持）、睡眠呼吸暂停治疗设备属于二类医疗器械，一般用于家庭；治疗呼吸机（生命支持）、急救和转运用呼吸机、高频呼吸机、家用呼吸机（生命支持）属于三类医疗器械，兼具无创与有创的连接方式，多在医疗机构使用。有创呼吸机主要用于治疗重度呼吸衰竭的无意识患者，无创呼吸机是针对有呼吸意识的呼吸衰竭高危患者。从连接方式来看，主要为有创与无创呼吸机。无创呼吸机主要用于重症家监护病房、普通病房、家庭，治疗轻中度呼吸衰竭患者；有创呼吸机一般用于重症监护病房，治疗重度呼吸衰竭患者。
关键芯片技术壁垒高，决定呼吸机质量优劣与使用效果。以医用有创呼吸机来看，按照核心技术难度、供气方式分为低中高档，关键芯片技术决定了呼吸机质量的优劣。其中高档产品主要为外资产品，高档呼吸机运营的稳定性好，可靠性高，价格约为 35-40 万元，中档价格次之，价格约为 20-25 万元。美敦力PB560呼吸机的公开资料作者：朱玉龙/汽车电子设计微信公众号为缓解呼吸机供应短缺，将便携式的PB560呼吸机设计图纸全部开源，包括了软件、硬件（BOM+PCBA）、和结构图纸。如下图所示，我们可以理解下这个呼吸机包含哪些东西。呼吸机的基本功能为是辅助病人呼吸，包括辅助供氧的气路压力控制、整个回路的压力监控、回路的湿度监控，这些是基于医学的一套需求功能。在实际工作中，由于和人的性命相关，整个系统页包含自身的故障诊断功能，包括供电的高、低压报警、病人的窒息报警、湿度过高/过低报警，流速监控报警、供氧基本管路报警、呼吸机供电系统报警、电池系统故障报警、通讯报警等。美敦力的呼吸机基本功能 根据PB569里面的几块板子，包括Power Supply Board、Power Pack2、BuzzerBoard、CPU Board和电池板，整个系统结构是比较简单的。核心的就是我们之前汽车ECU里面，输入传感器检测和输出阀门和基于PWM的气泵控制。美敦力呼吸机电子控制原理图 这个产品的难度，如下图所示，由于这个市场是稳定的，需要强管制的产品。即使是美敦力开源，从PCBA的打样、找部件、烧录软件，这个工作需要挺长一段时间才能把产量提高，而且这些元器件设计选型可能比较老，在当前的条件下，你想批量的按着现有的材料造出来，还比较困难。呼吸机的供电整理开源原理图、PCB作者：公众号作者『strongerHuang』（黄工）从上面下载的第一部分，解压可以看到这个一个文件夹：Electrical Schematics，这里面就是相关的原理图。包含CPU、电源、蜂鸣器等一些板卡的原理图。在下载的第二部分里面包含PCB文件，你会发现CPU的封装类型：通过原理图和PCB，再结合公开的源文件(BOM)，可以确定CPU的具体型号为：ST10F276Z5T3.（当然，开源的PB560呼吸机使用的控制器芯片除了ST10F276Z5T3芯片之外，还使用了另一款MCU （PIC18F66）作为电源管理控制器，同时还使用了CY7C67300控制器作为USB HOST）通过以上分析可以得出，开源的PB560呼吸机使用的CPU具体型号为ST10F276Z5T3。今天的STM32是在早期的ST10、STR7等产品的基础上发展而来，今天的STM32和早期的产品一样，发展出了多个系列。虽然部分早期的产品现在还在供货，但是，STM32已经替代了早期的产品，一些工具也不再更新，所以，现在不推荐大家使用早期的产品了。ST10系列是ST意法半导体的具有DSP功能的高性能16位CPU，采用0.18μmCMOS技术，最大64MHz时钟。ST10系列相比之前ST6、ST7系列MCU更新，目前官方还能找到一些相关资料。ST10F276Z5网址：https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/st10f276z5.html引脚信息：通过该引脚信息和上面原理图对比，能发现引脚完全对应，通过上面框图可以看见ST10系列MCU资源还是挺丰富，官方也有资料和推荐开发工具：Keil C166开发环境PB560呼吸机公开的源代码（ST10F276）使用的集成开发环境就是Keil C166，这个开发环境和我们使用Keil C51、 MDK差不多，只要你会其中一个，再去使用 Keil C166 就没有难度。1. Keil C166支持的芯片Keil C166相对于Keil C51、 MDK要小众一点，主要是支持一些16位的MCU产品： Infineon（英飞凌）的C16x、 ST10、 XC16x系列； Micronas（微开半导体）的C16x、 ST10、 XC16x系列； ST（意法半导体）的C16x、ST10、XC16x系列；具体请参看：http://www.keil.com/c166/chips.asp2. Keil C166开发环境下载地址：https://www.keil.com/download/product/Keil的相关下载安装和使用，可以参看的我整理的Keil系列教程，后台回复“Keil系列教程”查看更多内容。当然，ST10F276控制器除了Keil，还可以使用Altium的TASKING工具进行开发。软件源代码PB560呼吸机公开的源代码有点多，这个工程其实挺大的，占用空间大小约18M，有1400+个文件。我自认我去年配置的台式电脑配置也不差（9代处理器 16G内存 SSD），结果，编译了1分53秒（当然，与编译器、代码结构等有关）：编译后的代码量：550K左右。main函数源代码：
呼吸机里面到底有哪些芯片和技术？美敦力和特斯拉的方案差在哪里？（附代码文件）
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