使用OB1203和STM32L073RZ监测您的心率

你的心脏，你的引擎！

Heart Rate 11 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

Heart Rate 11 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

以最简单的方式测量您的心率和血氧饱和度。

硬件概览

它是如何工作的？

Heart Rate 11 Click 基于瑞萨电子的 OB1203，这是一款集成的多合一生物传感器模块，可测量心率和血氧水平。OB1203 将所有光源、驱动器和传感器元件结合在一个光学优化的封装中。由于使用了节省空间的反射 PPG 方法，只需用户手指的一侧即可使用。适当的算法可以确定人体心率、呼吸频率和心率变异性（压力的衡量指标）或血氧饱和度（SpO2），可以在 IR 透射但可见的暗色墨水

后实现，允许在美观的工业设计中实现。生物传感器模块包含用于光（红、绿、蓝和清晰通道）、接近测量、光电容积描记法和光传感器温度补偿的不同光电二极管。这些二极管排列在矩阵阵列中，用于 PS/PPG 测量的单个二极管位于矩阵下方。光电二极管电流通过模数转换器 (ADC) 转换为数字值，然后通过串行接口转发以进行进一步处理。OB1203 使用标准 I2C 2 线接口与 MCU 通信，最大时钟频率

为 400kHz，可通过软件寄存器完全调节。此外，它使用 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚作为中断引脚，指示何时发生特定中断事件，例如光、接近或光电容积描记法阈值被超越。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前，板必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而，该 Click board™ 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

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台，供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性，使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器，并包括一些必要的组件，例如用户LED，可以同时作为ARDUINO®信号使用，以及用户和复位按钮，以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性，Nucleo-64板具有ARDUINO®

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头，为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性，支持ST-LINK USB VBUS或外部电源，确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器，具有USB重新枚举功能，简化了编程和调试过程。此外，该板还设计了外部SMPS，以实现有效的Vcore逻辑供电，支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速，以及内置的加密功能，增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性，用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器，扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境（IDE）的兼容性相结合，包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE，确保了平稳高效的开发体验，使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

RAM (字节)

20480

你完善了我！

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座，使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样，Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能，如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™，这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器，采用 32 位 MCU，配备 ARM Cortex M4 处理器，运行速度为 84MHz，具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM，分为两个区域，顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器，而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子，以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试，其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上，然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关，用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外，用户还可以通过现有的双向电平转换器，使用任何 Click board™，无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接，您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

Interrupt

PC14

INT

I2C Clock

PB8

SCL

I2C Data

PB9

SDA

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly

LTE IoT 5 Click front image hardware assembly

Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - upright/background hardware assembly

Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly

Necto No Display image step 8 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

该库包含 Heart Rate 11 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

heartrate11_get_int_pin - 此函数返回 INT 引脚的逻辑状态。
heartrate11_set_led_current - 此函数设置所选 LED 的最大电流。
heartrate11_read_fifo - 此函数从 FIFO 读取 24 位数据。

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 main.c
 * @brief HeartRate11 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Heart Rate 11 click board by reading and displaying
 * the PPG1 (HR) values which can be visualized on the SerialPlot application.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration for heart rate measurement.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the data ready interrupt, then reads the values of PPG from FIFO and displays it on the
 * USB UART (SerialPlot) every 32ms approximately.
 *
 * @note
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate11.h"

static heartrate11_t heartrate11;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    heartrate11_cfg_t heartrate11_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    heartrate11_cfg_setup( &heartrate11_cfg );
    HEARTRATE11_MAP_MIKROBUS( heartrate11_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == heartrate11_init( &heartrate11, &heartrate11_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HEARTRATE11_ERROR == heartrate11_default_cfg ( &heartrate11 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    // Wait for the data ready interrupt indication
    while ( heartrate11_get_int_pin ( &heartrate11 ) );
    
    uint32_t ppg;
    if ( HEARTRATE11_OK == heartrate11_read_fifo ( &heartrate11, &ppg ) )
    {
        log_printf ( &logger, "%lu\r\n", ppg );
    }
}

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

/*!
 * @file main.c
 * @brief HeartRate11 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Heart Rate 11 click board by reading and displaying
 * the PPG1 (HR) values which can be visualized on the SerialPlot application.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration for heart rate measurement.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the data ready interrupt, then reads the values of PPG from FIFO and displays it on the
 * USB UART (SerialPlot) every 32ms approximately.
 *
 * @note
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate11.h"

static heartrate11_t heartrate11;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    heartrate11_cfg_t heartrate11_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    heartrate11_cfg_setup( &heartrate11_cfg );
    HEARTRATE11_MAP_MIKROBUS( heartrate11_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == heartrate11_init( &heartrate11, &heartrate11_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HEARTRATE11_ERROR == heartrate11_default_cfg ( &heartrate11 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    // Wait for the data ready interrupt indication
    while ( heartrate11_get_int_pin ( &heartrate11 ) );
    
    uint32_t ppg;
    if ( HEARTRATE11_OK == heartrate11_read_fifo ( &heartrate11, &ppg ) )
    {
        log_printf ( &logger, "%lu\r\n", ppg );
    }
}

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

/*!
 * @file main.c
 * @brief HeartRate11 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Heart Rate 11 click board by reading and displaying
 * the PPG1 (HR) values which can be visualized on the SerialPlot application.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration for heart rate measurement.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the data ready interrupt, then reads the values of PPG from FIFO and displays it on the
 * USB UART (SerialPlot) every 32ms approximately.
 *
 * @note
 * We recommend using the SerialPlot tool for data visualizing.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate11.h"

static heartrate11_t heartrate11;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    heartrate11_cfg_t heartrate11_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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.
    heartrate11_cfg_setup( &heartrate11_cfg );
    HEARTRATE11_MAP_MIKROBUS( heartrate11_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == heartrate11_init( &heartrate11, &heartrate11_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( HEARTRATE11_ERROR == heartrate11_default_cfg ( &heartrate11 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    // Wait for the data ready interrupt indication
    while ( heartrate11_get_int_pin ( &heartrate11 ) );
    
    uint32_t ppg;
    if ( HEARTRATE11_OK == heartrate11_read_fifo ( &heartrate11, &ppg ) )
    {
        log_printf ( &logger, "%lu\r\n", ppg );
    }
}

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