中级
30 分钟

使用 MAX86150 和 ATmega32 进行准确分析,提升心脏护理

信任您心脏的直觉

ECG 6 Click with EasyAVR v7

已发布 6月 24, 2024

点击板

ECG 6 Click

开发板

EasyAVR v7

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega32

适用于可穿戴设备,可连续进行心脏监测,用于健身追踪或医疗用途,无需额外设备。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

ECG 6 Click 基于Analog Devices的MAX86150,这是一个完整的心电图(ECG)设备。它专为移动健康设计。这款Click板™具有许多用于健康测量的功能:心电图、脉搏血氧饱和度和心率。所有这些功能使ECG 6 Click可以用于各种与健康相关的应用,如ECG、SpO2子系统和心率监测,包括健身和活动心率监测器、便携式心电图、可穿戴和远程健康监测器等。MAX86150包含一个集成的SpO2子系统。SpO2子系统是外周毛细血管氧饱和度。通过脉搏血氧计设备进行测量。夹子放置在用户的手指或脚

上,光线通过手指发送,并在另一侧测量。MAX86150集成了红色和红外LED驱动器,用于调节LED脉冲以进行SpO2和HR测量。LED电流可以在0mA到100mA之间编程,具有适当的VLED电源电压。LED脉冲宽度可以从50μs到400μs编程,以根据使用情况优化结果的准确性和功耗。ECG 6 Click允许使用多种类型的电极。它支持不锈钢和氯化银电极类型。电极用于对心脏产生的电压进行差分测量。因此,心脏只能从一个平面监测 - 冠状平面。然而,这对于健身、心率监测和类似应用已经足够。广泛的中断引擎可以从各

种来源触发主机MCU,包括由于导联检测、R-R检测、快速恢复事件、FIFO缓冲状态等中断事件。这些中断源可以在MAX86150 IC的中断引脚(INT)上触发状态变化。该引脚为低电平有效。这款Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压等级。这种方式,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。然而,该Click板™配有一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可以用作进一步开发的参考。

ECG 6 Click top side image
ECG 6 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyAVR v7 是第七代AVR开发板,专为快速开发嵌入式应用的需求而设计。它支持广泛的16位AVR微控制器,来自Microchip,并具有一系列独特功能,如强大的板载mikroProg程序员和通过USB的在线电路调试器。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。EasyAVR v7 通过每个端口的四种不同连接器,比以往更高效地连接附件板、传感器和自定义电子产品。EasyAVR v7 开发板的每个部分

都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个集成的mikroProg,一个快速的USB 2.0程序员,带有mikroICD硬件在线电路调试器,提供许多有价值的编 程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成。除此之外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括外部12V电源供应,7-12V交流或9-15V直流通过DC连接器/螺丝端子,以及通过USB Type-B(USB-B)连接器的电源。通信选项如USB-UART和RS-232也包括在内,与

广受好评的mikroBUS™标准、三种显示选项(7段、图形和基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座一起,覆盖了广泛的16位AVR MCU。EasyAVR v7 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyAVR v7 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

3线ECG/EMG电缆配有方便的3.5mm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伴侣。为了配合这条电缆,还可以使用一次性粘附式ECG/EMG电极,尺寸为48x34mm,每个电极配有ECG/EMG电缆接头适配器。这些电极在与我们的ECG/EMG电缆配对使用时,可确保无缝体验,并保证可靠的ECG/EMG信号传输,用于全面的心脏监测。相信这一配置的准确性和便利性,可以轻松自信地记录心电图和肌电图。

ECG 6 Click accessories image

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
Interrupt
PD2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC0
SCL
I2C Data
PC1
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

ECG 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyAVR v7 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyAVR v7作为您的开发板开始。

EasyAVR v7 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyAVR v7 Access DIP MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
EasyPIC PRO v7a Display Selection Necto Step hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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

该库包含 ECG 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ecg6_get_sample_data - 此函数从FIFO中获取一个样本

  • plot_ecg_data - 将ECG传感器数据发送到SerialPlot

  • plot_ppg_data - 将PPG传感器数据发送到SerialPlot

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 Ecg6 Click example
 * 
 * # Description
 * ECG 6 Click contain integrated electrocardiogram, pulse oximeter, 
 * heart rate monitor sensor module.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialize I2C module and all necessary pins. Checking communication accuracy
 * and running default configuration for measurement.
 * 
 * ## Application Task  
 * Measures an ECG signal or PPG sensor and draws a graph on a SerialPlot
 * 
 * ##Additional Functions :
 * - plot_ecg_data ( ) -  Sends ECG sensor data to SerialPlot
 * - plot_ppg_data ( ) -  Sends PPG sensor data to SerialPlot
 * 
 * 
 * *note:* 
 * When using ECG measurement - PPG measurement must be switched off ...
 * Drawing speeds vary for PPG and ECG sensor.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ecg6.h"

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

static ecg6_t ecg6;
static log_t logger;
static ecg6_int_status_t int_status;

static uint8_t ECG_EXAMPLE = 1;
static uint8_t PPG_EXAMPLE = 0;
static uint8_t DEMO_EXAMPLE;

static uint32_t time_cnt = 0;
static uint8_t device_check;

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

static void plot_ecg_data ( uint32_t ecg_data )
{
    uint32_t tmp;
    uint32_t timer;

    tmp = ecg_data & 0x3FFFFF;
    timer = time_cnt++;
    
    if ( tmp != 0 ) {
        log_printf( &logger, "%lu,%lu\r\n", tmp, timer );
        Delay_ms( 5 );
    }
}

static void plot_ppg_data ( uint32_t ir_data, uint32_t red_data )
{
    uint32_t tmp;
    uint32_t tmf;
    uint32_t tmd;

    tmp = ir_data & 0x0007FFFF;
    tmf = red_data & 0x0007FFFF;
    tmd = time_cnt++;
    
    if ( ( tmp != 0 ) && ( tmf != 0 ) ) {
        log_printf( &logger,"%lu,%lu,%lu\r\n", tmp, tmf, tmd );
        Delay_ms( 20 );
    }
}

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ecg6_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.

    ecg6_cfg_setup( &cfg );
    ECG6_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ecg6_init( &ecg6, &cfg );
    
    Delay_ms( 1000 );
    
    DEMO_EXAMPLE = PPG_EXAMPLE;
   
    // Dummy read
    ecg6_check_path_id( &ecg6 );
    Delay_ms( 100 );
    
    device_check = ecg6_check_path_id( &ecg6 );
    
    if ( device_check != 0 )
    {
       log_printf( &logger, " -- > Device ERROR!!! \r\n" );
       for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, " -- > Device OK!!! \r\n" );

    if ( DEMO_EXAMPLE == ECG_EXAMPLE )
    {
        ecg6_default_cfg( &ecg6 );
    }
    else
    {
        ecg6_ppg_default_config( &ecg6 );
    }

    log_printf( &logger, " ---- Configuration done ----- \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );

    time_cnt = 0;
}

void application_task ( void )
{
    ecg6_element_t sample;
    
    if ( ecg6_int_pin_state(&ecg6) == 0 ) {
        
        ecg6_get_sample_data( &ecg6, &sample, 0x00 );
    
        if ( DEMO_EXAMPLE == ECG_EXAMPLE )
        {
            plot_ecg_data( sample.element_1 );
        }
        
        else
        {
            plot_ppg_data( sample.element_1, sample.element_2 );
        }
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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