初学者
10 分钟

使用MCP609和STM32L496AG进行先进的心脏监测

实时心脏分析

ECG Click with Discovery kit with STM32L496AG MCU

已发布 7月 22, 2025

点击板

ECG Click

开发板

Discovery kit with STM32L496AG MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L496AG

通过提供关于您心脏电活动的准确和可靠信息,增强您的安全和健康福祉。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ECG Click基于两个MCP609,这是Microchip生产的微功耗CMOS运算放大器。这些运算放大器具有单增益稳定、轨到轨输出摆幅、低偏移电压和输入偏置电流,设计用来防止当输入引脚超过供电电压时的相位反转。ECG Click具有七个模块的设计。它包括ESD、过压和过流保护(保护硬件和用户)、前置放大器和放大器、两个高通滤波器、一个低通滤波器和一个DRL电路。当心脏的电信号到达皮肤表面时,信号非常微弱,只有几毫伏。然而,这个弱信号还会因身体不同部位产生的肌肉活动而进一步受阻。此外,由于身体可以作为天线,周围环境中的电磁干扰也是另一个噪声源。板上的3.5mm手机插孔连接电缆/电极到Click板™。电极从皮肤收集

电压,之后信号被放大和过滤,然后通过mikroBUS™插座发送到主机MCU的模拟AN引脚。三个电极应放置在左臂、右臂和腹部左侧(心脏下方)、左腿上。ECG Click有一个跳线和一个微调电位器,用于设置输出电压以匹配将要使用的ADC的输入电压水平(推荐10位ADC - 12位)。作为参考,它使用MAX6106,这是Analog Devices生产的低成本、微功耗、低压降、高输出电流的电压参考。SMD(0805)跳线决定其输出电压范围。连接所有三个电极时,输出应为恒定电压(1.024V或2.048V,取决于跳线位置)。微调电位器用于调整增益。因此,如果将跳线设置为2.048位置(零点现在为1.024V),则增益将设置为使ECG波形在0-2.048V范围内。

如果将跳线设置为4.096位置(零点现在为2.048V),则增益将设置为使ECG波形在0-4.096V范围内。最终测量结果可以使用免费应用程序MikroPlot显示为心电图,这是一个免费的数据可视化工具(Windows)。这是一个简单的工具,帮助您可视化随时间记录的传感器数据,适用于生物信号(ECG、EEG、EMG)和环境数据记录(温度、湿度等)。该应用程序可以通过USB UART连接从微控制器接收数据集。这个Click板™只能在5V逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须进行适当的逻辑电压水平转换。然而,这个Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

ECG Click hardware overview image

功能概述

开发板

32L496GDISCOVERY Discovery 套件是一款功能全面的演示和开发平台,专为搭载 Arm® Cortex®-M4 内核的 STM32L496AG 微控制器设计。该套件适用于需要在高性能、先进图形处理和超低功耗之间取得平衡的应用,支持无缝原型开发,适用于各种嵌入式解决方案。STM32L496AG 采用创新的节能架构,集成

了扩展 RAM 和 Chrom-ART 图形加速器,在提升图形性能的同时保持低功耗,使其特别适用于音频处理、图形用户界面和实时数据采集等对能效要求较高的应用。为了简化开发流程,该开发板配备了板载 ST-LINK/V2-1 调试器/编程器,提供即插即用的调试和编程体验,使用户无需额外硬件即可轻松加载、调

试和测试应用程序。凭借低功耗特性、增强的内存能力以及内置调试工具,32L496GDISCOVERY 套件是开发先进嵌入式系统、实现高效能解决方案的理想选择。

Discovery kit with STM32L496AG MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32L496AG Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

169

RAM (字节)

327680

你完善了我!

配件

3线ECG/EMG电缆配有方便的3.5毫米手机插孔,专为心电图记录设计。这条1米长的电缆是医疗专业人员和爱好者的实用配件。为了配合这种电缆,您还可以使用单次使用的粘贴式ECG/EMG电极,每个尺寸为48x34毫米,配备有ECG/EMG电缆接头适配器。这些电极在与我们的ECG/EMG电缆配合使用时确保无缝体验,并保证可靠的ECG/EMG信号传输,以进行全面的心脏监测。信赖这种设置的准确性和便利性,可轻松自信地记录心电图和肌电图。

ECG Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PA4
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ECG Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Discovery kit with STM32L496AG MCU作为您的开发板开始。

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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
Discovery kit with STM32H750XB MCU 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

这个库包含了ECG Click驱动的API。

关键功能:

  • ecg_generic_read - 这个功能用于读取ADC数据。

  • ecg_default_cfg - 这个功能执行ECG Click的默认配置。

  • ecg_init - 这个功能初始化ECG Click所需的所有必要引脚和外设。

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 Ecg Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of ECG Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes Click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads ADC sends results on serial plotter.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ecg.h"

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

static ecg_t ecg;
static log_t logger;

static uint16_t read_adc;
static uint32_t time_read;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

void plot_res ( uint16_t plot_data, uint32_t plot_time )
{
    log_printf( &logger, "%u,%u \r\n", plot_data, plot_time);
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ecg_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.

    ecg_cfg_setup( &cfg );
    Delay_ms ( 200 );
    ECG_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ecg_init( &ecg, &cfg );
    Delay_ms ( 200 );

    time_read = 0;
}

void application_task ( void )
{
    time_read++;
    read_adc = ecg_generic_read( &ecg );
    plot_res( read_adc , time_read);

    Delay_ms ( 5 );
}

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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