可攜帶，低成本的基于STM32的心率監(jiān)測儀方案

該設(shè)計采用一款光電反射式心率傳感器，所輸出的信號為模擬量，經(jīng)L432KC進行A/D轉(zhuǎn)換，成為可供分析的數(shù)字信號，通過分析計算可獲得心率值和相鄰心拍時間，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，可將脈搏信號上傳到電腦，并由專用軟件繪制出脈搏波形和心率曲線，以便進行精確地分析和判讀。

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，即上位機與下位機。下位機主要負責心率信號的采集，在獨立使用時，可直觀地顯示出心率值和相鄰心拍時間。為了實現(xiàn)設(shè)計目標，該心率檢測儀主要有心率傳感器、微處理器L432KC、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則為藍色，其顯示精度為128*64 點陣。由圖可以看出它只有4個引腳，是采用IIC接口工作。在構(gòu)建小字庫的情況下，可現(xiàn)實中文顯示。

2. 項目中STM32的功能

在該項目中，L432KC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，在運行過程中，它用到的資源有GPIO、ADC、TIME、IIC、UART等，幾乎樣樣用個到。

3. 軟件流程介紹

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

實物與演示：

1.實物圖片與說明

在下位機制作完成后，其整體效果如圖6所示。此時，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)下位機向上位機傳送數(shù)據(jù)的格式，即S標識的為脈搏值，B標識的為心率值，Q標識的為相鄰心拍時間。

經(jīng)實際測試，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，此時可看到心率傳感器的綠色檢測等被點亮;

3)在電腦上打開波形繪制的專用軟件Processing，并加以運行;

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，當波形顯示不完整時，可拖動紅色的圓點來調(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，作為產(chǎn)品投放市場的話會有潛在的競爭力。