实时心率和生命体征监测,非常适用于可穿戴设备、物联网项目和医疗应用
A
A
硬件概览
它是如何工作的?
Heart Rate 13 Click 基于 ams OSRAM 的 SFH 7074,这是一款高性能生物监测传感器,专为精确可靠的生命体征监测而设计。该传感器针对光电容积脉搏波(PPG)应用进行了优化,能够提供强大且精确的光学信号,同时通过集成光屏障将光学串扰的影响降至最低。此外,SFH 7074 符合严格的 ESD 保护标准(符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 HBM 1.5 kV),确保其在各种工作环境中的稳健性。由于其先进的设计,该传感器广泛用于数字诊断应用,如可穿戴设备、健身追踪器和医疗诊断设备,可实现准确的心率、血氧饱和度等生物特征测量。Heart Rate 13 Click 集成了 Analog Devices 的 ADPD1080,这是一款光度前端,确保最佳信号处理和高测量精度。该前
端专用于处理 SFH 7074 接收的光学信号,包含 14 位模数转换器(ADC)和 20 位突发累加器,可对检测到的生物数据进行精确数字转换。ADPD1080 控制传感器的发光二极管(LED),通过刺激并捕获反射光信号来生成精确读数。该光学前端的关键优势在于其内置信号处理能力,无需外部光学滤波器或直流偏移消除电路。它能抑制信号偏移并减少由环境光源调制干扰引起的信号损坏,确保生物测量数据的稳定性和可靠性。该 Click 板通过 ADPD1080 的标准 I2C 接口与主 MCU 进行通信,工作电压为 1.8V。此外,它还配备了两个通用 I/O 引脚(IO0 和 IO1),连接至默认 mikroBUS™ 插座的 PWM 和 INT 位置,可用作中断源,并提供多种时钟选项,使其在应用设计和
不同处理平台的集成上具有更大的灵活性。SFH 7074 采用 3.3V 供电,不需要特定的上电顺序。然而,ADPD1080 光度前端的模拟和数字核心需要 1.8V 供电才能正常运行。为满足这一要求,Heart Rate 13 Click 集成了一款低压差(LDO)稳压器 BH18PB1WHFV,将 3.3V mikroBUS™ 电源轨转换为稳定的 1.8V 供电,以确保 ADPD1080 的正常运行。该 Click 板仅支持 3.3V 逻辑电压,在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的电压电平转换。此外,该 Click 板配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE
mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口
来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
2048
硅供应商
Microchip
引脚数
100
RAM (字节)
524288
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
Heart Rate 13 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
本示例演示如何使用 Heart Rate 13 Click 读取和显示 PPG(光体积脉搏波)测量数据,并在 SerialPlot 应用程序 上进行可视化。
关键功能:
heartrate13_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。heartrate13_init
- 初始化函数。heartrate13_default_cfg
- Click 默认配置函数。heartrate13_get_pd_data
- 等待数据就绪中断,然后从 PD1、PD2 和 PD3 光电二极管 读取数据。heartrate13_set_mode
- 设置设备的工作模式。heartrate13_sw_reset
- 执行设备的软件复位。
应用初始化
初始化驱动程序,并执行 Click 板™ 的默认配置 以进行心率测量。
应用任务
等待数据就绪中断,然后读取 PPG 测量数据,并在 USB UART(SerialPlot) 上显示。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief Heart Rate 13 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Heart Rate 13 Click board by reading and displaying
* the PPG measurements which can be visualized on the SerialPlot application.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and performs the Click default configuration for heart rate measurement.
*
* ## Application Task
* Waits for the data ready interrupt, then reads the PPG measurements and displays it on the
* USB UART (SerialPlot).
*
* @note
* We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate13.h"
static heartrate13_t heartrate13;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
heartrate13_cfg_t heartrate13_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
heartrate13_cfg_setup( &heartrate13_cfg );
HEARTRATE13_MAP_MIKROBUS( heartrate13_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == heartrate13_init( &heartrate13, &heartrate13_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( HEARTRATE13_ERROR == heartrate13_default_cfg ( &heartrate13 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
heartrate13_pd_data_t pd_data;
if ( HEARTRATE13_OK == heartrate13_get_pd_data ( &heartrate13, &pd_data ) )
{
log_printf ( &logger, "%u\r\n", pd_data.pd3 );
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END