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30 分钟

通过BH1792GLC和PIC32MZ2048EFH100了解你的心脏

与心跳同步

Heart Rate 8 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 26, 2024

点击板

Heart Rate 8 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

通过个性化心率监测达到新的高度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Heart rate 8 Click 基于ROHM Semiconductor的BH1792GLC,这是一款用于心率监测的单片集成传感器。该IC是一款高度集成的光学传感器,非常适合执行PPM测量。由于该传感器的大规模集成以及其低功耗,非常适合用于可穿戴的物联网设备。作为一款Click板,Heart rate 8 Click允许轻松评估和快速应用及固件开发。两颗绿色LED由BH1792GLC传感器的集成LED驱动部分驱动,具有可编程的同步测量模式,测量频率在32Hz到1024Hz之间。在这种模式下,两颗绿色LED将根据测量模式寄存器的MSR位在32Hz到1024Hz之间的不同频率下工作。这允许自动调整LED突发率以实现最佳读数。在此模式下,将执行编程数量的测量,并将读数存储在35个样本深的FIFO缓冲区中。LED电流可以从0到63 mA进行编程,为使用此模式提供了另一个控制层。收到MEAS_SYNC命令后,通过将MEAS_SYNC位设置为逻辑1来执行测量。此外,还有两种附加模式:非同步模式和单次测量模式,两

者都允许IR LED检测发射红外光的物体,如手或手指。对于IR和绿色LED,两者的电流均可编程为0到63mA。非同步模式提供固定的4Hz LED突发操作,而单次测量模式允许手动控制所有参数。在此模式下,FIFO缓冲区中不会存储数据。收到MEAS_ST命令后,通过将MEAS_ST位设置为逻辑1来执行测量。反射的光脉冲由光电二极管作为感测元件检测,并由低噪声16位A/D转换器采样。光电二极管位于两个光滤波器之后,这些滤波器仅通过520nm至560nm范围内的窄带绿色光,中心频率减少0.8倍。顶部滤波器是一个IRCUT滤波器,防止IR光的影响,而第二个滤波层只通过绿色光。这允许使用更广泛的LED颜色范围,降低了设计的总体成本。然而,Heart rate 8 Click使用了一对专用的绿色LED,其光谱响应与光学滤波器的通带特性紧密匹配。这允许使用大部分LED能量,进一步改善了功耗性能。第二个A/D转换器不滤光,允许感应IR二极管的光。当需要单独检测IR光谱时,这很有用,例如检测手指的

接近。IR LED驱动器与第二个绿色LED驱动器物理共享,但IR LED有其专用引脚。两组四个输出寄存器包含16位测量数据,形式为两个8位字,分别表示LED开启和关闭时的测量。高8位寄存器和低8位寄存器包含测量数据,可以通过标准I2C接口检索。BH1792GLC的数据手册包含正确的算法,详细描述了测量过程。然而,Click板配备了一个库,包含允许最小努力进行测量的功能。专用的可编程INT引脚可以向主机MCU发出中断信号。中断可以为几种事件触发,包括数据准备事件(测量完成)、IR阈值超过事件和FIFO缓冲区几乎满的所谓水印事件。它也可以完全禁用。INT引脚路由到mikroBUS™的INT引脚。BH1792GLC传感器所需的外部组件数量较少,为Click板上的PCA9306 IC(一个知名的I2C电平转换器)留出了足够的空间,使Heart rate 8 Click能够与许多不同的MCU接口,无论其工作逻辑电平是3.3V还是5V。

Heart Rate 8 Click top side image
Heart Rate 8 Click bottom side image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。所有 mikroBUS™ 本身支持的 通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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

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
RD9
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Heart Rate 8 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
Buck 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ - upright/background 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
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

此库包含Heart rate 8 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • heartrate8_get_data - 功能从确定的LED数据寄存器获取所选数据

  • heartrate8_check_int - 功能检查INT引脚,是否发生中断

  • heartrate8_meas_sync - 功能执行测量同步

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 HeartRate8 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Hearth rate 8 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Performs the device reset, after which the device configuration can be performed. The device is configured to work in Single Measurement Mode with LED pulsing.
 * The driver which is selected is driver for the GREEN LED Data.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sends command to start measurement cycle, then waits until measurement cycle is finished.
 * When measurement cycle is done, gets LED ON and LED OFF Data for the selected LED driver (GREEN or IR LED) and performs data
 * plotting on serial plotter every 35ms.
 * 
 *
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate8.h"

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

static heartrate8_t heartrate8;
static log_t logger;

static uint8_t int_check;
static uint16_t led_data_on;
static uint16_t led_data_off;
static uint32_t i;

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

void plot_res( uint16_t plot_data )
{
    log_printf( &logger, "%u,%u\n", plot_data, ++i );

    if ( i == 0xFFFFFFFF )
    {
        i = 0;
    }
    Delay_ms ( 35 );
}

void log_res( )
{
    log_printf( &logger, "LED ON Data : %u      ", led_data_on );
    
    log_printf( &logger, "LED OFF Data : %u\n", led_data_off );
    
    Delay_ms ( 100 );
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    heartrate8_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.

    heartrate8_cfg_setup( &cfg );
    HEARTRATE8_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    heartrate8_init( &heartrate8, &cfg );
    heartrate8_default_cfg( &heartrate8 );
    i = 0;
}

void application_task ( void )
{
    heartrate8_start_measure( &heartrate8 );
    
    int_check = heartrate8_check_int( &heartrate8 );
    while ( int_check != HEARTRATE8_INT_ACTIVE )
    {
        int_check = heartrate8_check_int( &heartrate8 );
    }
    
    heartrate8_get_data( &heartrate8, HEARTRATE8_GREEN_DATA_GET, &led_data_on, &led_data_off );
    plot_res( led_data_on );
    int_check = heartrate8_int_clear( &heartrate8 );
    
    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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