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          可攜帶,低成本的基于STM32的心率監(jiān)測儀方案

          作者: 時(shí)間:2018-08-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          該設(shè)計(jì)采用一款光電反射式傳感器,所輸出的為模擬量,經(jīng)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,成為可供分析的數(shù)字,通過分析計(jì)算可獲得值和相鄰心拍時(shí)間,并由雙色OLED屏顯示出來。此外,在外掛RS232串行通訊模塊的條件下,可將脈搏上傳到電腦,并由專用軟件繪制出脈搏波形和曲線,以便進(jìn)行精確地分析和判讀。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201808/384960.htm

          工作原理:

          1. 硬件組成與介紹

          心率檢測儀在整體上由兩部分構(gòu)成,即上位機(jī)與下位機(jī)。下位機(jī)主要負(fù)責(zé)心率信號的采集,在獨(dú)立使用時(shí),可直觀地顯示出心率值和相鄰心拍時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),該心率檢測儀主要有心率傳感器、微處理器、雙色OLED顯示模塊、外掛式RS232通訊模塊及電池等組成,其硬件組成如圖1所示。

          設(shè)計(jì)中所采用的心率傳感器是一種光電反射式傳感器,在檢測時(shí)可佩戴于手指、耳垂等處,故非常便于使用。心率傳感器的外觀如圖2所示。

          為便于設(shè)計(jì)的小型化,在心率參數(shù)的顯示上是采用0.96 寸的雙色 OLED 顯示屏,在屏上部1/3為黃色,另2/3則為藍(lán)色,其顯示精度為128*64 點(diǎn)陣。由圖可以看出它只有4個(gè)引腳,是采用IIC接口工作。在構(gòu)建小字庫的情況下,可現(xiàn)實(shí)中文顯示。

          2. 項(xiàng)目中STM32的功能

          在該項(xiàng)目中,開發(fā)板起著核心的作用,是通過它將采集到模擬信號轉(zhuǎn)換為供分析處理的數(shù)字信號;又是通過它將獲得的心率參數(shù)顯示到OLED屏上供人識讀;此外,還是經(jīng)過它的處理將采集的數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)以繪制心率波形圖。

          由于L432KC是一款低功耗、高性能的MCU,故為心率檢測儀的便攜式設(shè)計(jì)也提供了有效的支持。

          盡管心率檢測儀很小,但它在資源的使用上卻不遜色于其它設(shè)計(jì),在運(yùn)行過程中,它用到的資源有GPIO、ADC、TIME、IIC、UART等,幾乎樣樣用個(gè)到。

          3. 軟件流程介紹

          在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,軟件的設(shè)計(jì)也是不可或缺的,其軟件處理流程如圖5所示。

          實(shí)物與演示:

          1.實(shí)物圖片與說明

          在下位機(jī)制作完成后,其整體效果如圖6所示。此時(shí),以串口助手為輔助分析手段,則其檢測效果如圖7所示。由此我們不難發(fā)現(xiàn)下位機(jī)向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)的格式,即S標(biāo)識的為脈搏值,B標(biāo)識的為心率值,Q標(biāo)識的為相鄰心拍時(shí)間。

          經(jīng)實(shí)際測試,其檢測效果如圖8所示。圖中左側(cè)顯示的為脈搏波形,右側(cè)的則是心率曲線。圖中的72BPM為心率值,IBI 828ms則說明相鄰心拍時(shí)間為828毫秒。

          心率檢測儀的具體使用方法是:

          1)將心率檢測儀與電腦通過外觀的RS232串行通訊模塊連接起來;

          2)為心率檢測儀上電,此時(shí)可看到心率傳感器的綠色檢測等被點(diǎn)亮;

          3)在電腦上打開波形繪制的專用軟件Processing,并加以運(yùn)行;

          4)將手指輕按在心率傳感器的檢測燈上,則可在OLED屏上看到心率值和相鄰心拍時(shí)間,效果如圖9所示。在電腦側(cè)則可看到脈搏波形和心率曲線,當(dāng)波形顯示不完整時(shí),可拖動(dòng)紅色的圓點(diǎn)來調(diào)節(jié)脈搏窗口的比率。

          綜上所述基于L432KC的心率檢測儀,具有體積小、能耗低、便于攜帶、成本低等特點(diǎn),作為產(chǎn)品投放市場的話會有潛在的競爭力。

          • STM32單片機(jī)中文官網(wǎng)
          • STM32單片機(jī)官方開發(fā)工具
          • STM32單片機(jī)參考設(shè)計(jì)


          關(guān)鍵詞: 信號 心率 L432KC

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