提升您的心脏表现,使用我们的智能心电图(ECG)解决方案。
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硬件概览
它是如何工作的?
ECG 4 Click基于NeuroSky的BMD101,这是一款高度集成的专用生物信号感应系统芯片(SoC),用于生产心脏监测相关的IC和应用。这款IC是该公司第三代生物传感器。它包含完整的心率(HR)和心电图(ECG)系统:模拟前端(AFE)部分包含一个非常精确且低噪声的仪器放大器(LNA),可以将心脏产生的非常微弱的生物信号放大到足以让16位ADC进行采样。这些电压脉冲自然非常弱,范围仅为几毫伏,甚至是微伏。因此,任何外部干扰都可能掩盖它们。这些干扰可能在人体内部感应到,或者是其他肌肉(如骨骼肌)活动的结果。因此,来自电极的输入信号通过多个滤波部分处理,包括模拟域(输入端的高通滤波器)和数字域(100 Hz的低通滤波器和50/60 Hz的电源噪声带通滤波器)。然而,
测量电极的正确放置对于准确读数至关重要。更多关于电极及其放置的信息可以在相关的博客文章中找到。ECG 4 Click允许使用多种类型的电极,支持不锈钢和银氯电极类型。电极用于执行心脏产生的电压的差分测量。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。3.5mm电极连接器由两个TVS二极管进一步保护,防止静电放电(ESD)通过SoC和Click板™。如果电极之间存在约19至25 MΩ的阻抗,BMD101可以检测到电极的缺失,并关闭传感器。BMD101 SoC使用UART接口进行通信。UART接口的波特率为57600,具有64字节的TX FIFO。它使用8-1-1配置(1个起始位,8个数据位,1个停止位),允许与主机微控制器之外的设备通信。UART接口可以
与任何USB到UART Click配合使用,允许PC或智能手机处理和显示HR和ECG数据。关于UART接口的更多信息可以在BMD101 SoC的数据手册中找到。然而,提供的mikroSDK库提供了现成的函数,加快了软件开发过程。BMD101 SoC上有一个CS引脚,该引脚路由到mikroBUS™的CS引脚。将此引脚设置为高电平逻辑状态以激活内部电源。RESET引脚路由到mikroBUS™ RST引脚,将其设置为低电平逻辑状态将触发BMD101的重置。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。如果使用不同逻辑电平的MCU,必须进行适当的逻辑电压电平转换。然而,Click板™配备了包含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
PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无
缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由
MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
Microchip
引脚数
48
RAM (字节)
8196
你完善了我!
配件
Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。
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
该库包含ECG 4 Click驱动程序的 API。
关键功能:
ecg4_uart_isr
- 执行UART中断例程的功能,从UART接收缓冲区读取数据并从BMD101设备进行响应ecg4_enable_ldo_ctrl
- 控制LDO(低压差稳压器)上电或断电的功能ecg4_generic_read
- 通用读取功能
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 Ecg4 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from ECG 4 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, sets the driver handler and enables the click board.
*
* ## Application Task
* Reads the received data and parses it on the USB UART if the response buffer is ready.
*
* ## Additional Function
* - ecg4_process - The general process of collecting data the module sends.
* - plot_data - Displays raw ECG data.
* - log_data - Displays the real time BPM heart rate.
* - process_response - Checks the response and displays raw ECG data or heart rate (BPM).
* - make_response - Driver handler function which stores data in the response buffer.
*
* @note
* Use the Serial Plot application for data plotting.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ecg4.h"
#include "string.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static ecg4_t ecg4;
static log_t logger;
static uint8_t response[ 256 ];
static uint8_t row_counter;
static uint8_t row_size_cnt;
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
static void ecg4_process ( void )
{
int32_t rx_size;
char rx_buff;
rx_size = ecg4_generic_read( &ecg4, &rx_buff, 1 );
if ( rx_size > 0 )
{
ecg4_uart_isr( &ecg4, rx_buff );
}
}
void plot_data ( int16_t plot_data )
{
log_printf( &logger, "%d;\r\n", plot_data );
}
void log_data ( uint8_t code_val, uint8_t data_val )
{
if ( code_val == ECG4_HEART_RATE_CODE_BYTE )
{
log_printf( &logger, "** Real-time Heart Rate : %d BPM **\r\n", ( int16_t ) data_val );
}
}
void make_response ( uint8_t *op_code, uint8_t *row_size, uint8_t *rx_buff, uint8_t *row_cnt )
{
uint8_t idx_cnt;
if ( *row_cnt == 0 )
{
row_size_cnt = 0;
}
response[ row_size_cnt ] = *op_code;
response[ row_size_cnt + 1 ] = *row_size;
for ( idx_cnt = 0; idx_cnt < *row_size; idx_cnt++ )
{
response[ row_size_cnt + 2 + idx_cnt ] = rx_buff[ idx_cnt ];
}
row_size_cnt += ( *row_size + 2 );
row_counter = *row_cnt;
}
void process_response( )
{
uint8_t cnt;
uint8_t idx_cnt;
int16_t raw_data;
idx_cnt = 0;
for ( cnt = 0; cnt <= row_counter; cnt++ )
{
if ( response[ idx_cnt ] == ECG4_RAW_DATA_CODE_BYTE )
{
raw_data = response[ idx_cnt + 2 ];
raw_data <<= 8;
raw_data |= response[ idx_cnt + 3 ];
plot_data( raw_data );
}
if ( response[ idx_cnt ] == ECG4_HEART_RATE_CODE_BYTE )
{
log_data( response[ idx_cnt ], response[ idx_cnt + 2 ] );
}
idx_cnt += ( response[ idx_cnt + 1 ] + 2 );
}
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
ecg4_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.
ecg4_cfg_setup( &cfg );
ECG4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
ecg4_init( &ecg4, &cfg );
ecg4.driver_hdl = make_response;
Delay_ms( 500 );
ecg4_module_reset ( &ecg4 );
ecg4_enable_ldo_ctrl ( &ecg4, ECG4_ENABLE_LDO_CTRL );
Delay_ms( 1000 );
}
void application_task ( void )
{
ecg4_process( );
if ( ecg4_responseReady( &ecg4 ) )
{
process_response( );
}
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END