初学者
10 分钟

使用MAX30100和STM32F302VC监测你的心脏活动

追踪你的每一次心跳

Heart rate Click with CLICKER 4 for STM32F302VCT6

已发布 7月 22, 2025

点击板

Heart rate Click

开发板

CLICKER 4 for STM32F302VCT6

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F302VC

提供可靠和精确的监测,让您能够对自己的健康和幸福做出明智的决策。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Heart Rate Click 基于来自Analog Devices的脉搏血氧仪和心率传感器MAX30100。该传感器具有两个集成LED,红色和红外LED。反射光由红色/红外光电探测器元件检测,并由低噪声三角Σ 16位ADC采样。MAX30100传感器的模拟前端具有环境光消除(ALC)部分,可消除光污染光电探测器元件。

离散时间滤波器滤除16位ADC以防止50/60Hz干扰和嗡鸣声。输出采样频率可从50Hz调整到1kHz。还有一个温度传感器,可以补偿环境变化并校准测量。心率 Click 使用标准的双线I2C接口与主机 MCU 进行通信。INT 引脚上的中断可以从五个不同的源生成:电源准备好,SpO2准备好,HR读取,

温度准备好和FIFO满。MAX30100传感器具有16字深的FIFO缓冲区。该 Click board™ 只能在3.3V逻辑电压级别下操作。该板必须在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前执行适当的逻辑电压级别转换。此外,该 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Heart rate Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 4 for STM32F3 是一款紧凑型开发板,作为完整的解决方案而设计,可帮助用户快速构建具备独特功能的定制设备。该板搭载 STMicroelectronics 的 STM32F302VCT6 微控制器,配备四个 mikroBUS™ 插槽用于连接 Click boards™、完善的电源管理功能以及其他实用资源,是快速开发各类应用的理想平台。其核心 MCU STM32F302VCT6 基于高性能 

Arm® Cortex®-M4 32 位处理器,运行频率高达 168MHz,处理能力强大,能够满足各种高复杂度任务的需求,使 Clicker 4 能灵活适应多种应用场景。除了两个 1x20 引脚排针外,板载最显著的连接特性是四个增强型 mikroBUS™ 插槽,支持接入数量庞大的 Click boards™ 生态系统,该生态每日持续扩展。Clicker 4 各功能区域标识清晰,界面直观简洁,极大

提升使用便捷性和开发效率。Clicker 4 的价值不仅在于加速原型开发与应用构建阶段,更在于其作为独立完整方案可直接集成至实际项目中,无需额外硬件修改。四角各设有直径 4.2mm(0.165")的安装孔,便于通过螺丝轻松固定。对于多数应用,只需配套一个外壳,即可将 Clicker 4 开发板转化为完整、实用且外观精美的定制系统。

CLICKER 4 for STM32F302VCT6 double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32F302VC Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

100

RAM (字节)

40960

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB10
SCL
I2C Data
PB11
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Heart rate Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以CLICKER 4 for STM32F302VCT6作为您的开发板开始。

PIC32MZ MXS Data Capture Board front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Board mapper by product6 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC32MZ MXS Data Capture Board NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

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

这个库包含Heart rate Click驱动程序的API。

关键函数:

  • heartrate_data_ready - 使用此函数我们可以检查数据是否准备好进行读取

  • heartrate_read_ir_red - 使用此函数我们可以读取红外线和红光的值

  • heartrate_generic_read - 此函数从所需的寄存器中读取数据

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 
 * \brief HeartRate Click example
 * 
 * # Description
 * This Click features an advanced oximeter and heart rate monitoring sensor, 
 * which relies on two integrated LEDs. It is enough to place an index finger on a top 
 * of the sensor to get both of the heart rate and blood oxygen saturation via the I2C interface. 
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes heartrate driver and set the Click board default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reading values from both Ir and Red diode and displaying their average values on the USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static heartrate_t heartrate;
static log_t logger;

static uint16_t  counter = 500;
static uint8_t  sample_num;

static uint16_t ir_buff[ 16 ]  = { 0 };
static uint16_t red_buff[ 16 ] = { 0 };
static uint32_t ir_average;
static uint32_t red_average;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    heartrate_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    heartrate_cfg_setup( &cfg );
    HEARTRATE_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    heartrate_init( &heartrate, &cfg );

    heartrate_default_cfg( &heartrate );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( heartrate_data_ready( &heartrate ) )      
    {
        sample_num = heartrate_read_ir_red( &heartrate, ir_buff, red_buff );             
        if ( sample_num > 0 )
        {
            ir_average = 0;
            red_average = 0;
            for ( uint8_t cnt = 0; cnt < sample_num; cnt++ )
            {              
                ir_average += ir_buff[ cnt ];
                red_average += red_buff[ cnt ];
            }                 
            ir_average  /= sample_num;
            red_average /= sample_num;
            counter++;
            if( red_average > 100 && ir_average > 100 )                
            {       
                log_printf( &logger, "%lu;%lu;\r\n", red_average, ir_average );
                counter = 500;
            }
            else
            {
                if ( counter > 500 ) 
                {
                    log_printf( &logger, "Please place your index finger on the sensor.\r\n" );
                    counter = 0;
                }
            }   
        }
    }
}

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

额外支持

资源

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