通过创新的光学脉搏血氧技术升级您的解决方案的健康监测能力。
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硬件概览
它是如何工作的?
Oximeter 3 Click基于Vishay Semiconductor的VCNL4020C-GS08,这是一个具有I2C接口的完全集成的生物传感器和环境光传感器。VCNL4020C-GS08传感器在单个封装中具有内置的红外发射器和信号处理IC,配备16位ADC。它还具有具有接近人眼灵敏度的环境光PIN光电二极管,通过信号调制具有出色的环境光抑制能力。对于生物传感器功能,它将PIN光电二极管的电流转换为16位数字数据输出值,而对于环境光感应,它将环境光检测器的电流转换,放大并将其转换为16位数字输出流。集成的红外发射器的波峰波长为890nm。它发出的光线反射到传感器附近20cm范围内的物体上,并且具有可编程的驱动电流,从10mA到
200mA,步进为10mA。内置的红外发射器和更广泛的灵敏度光电二极管还可以与此Click板™上设计的额外的绿色LED和IRLED一起工作。作为附加光源,真绿色LED(VLMTG1300)具有525nm波峰波长,与660nm和940nm波峰波长的红外双色发光二极管(VSMD66694)一起非常适合用于光学脉搏血氧测量。PIN光电二极管接收到反射到物体上的光线并将其转换为电流。它具有890nm的波峰灵敏度,与发射器的波峰波长匹配,并且不受环境光的影响。VCNL4020C还提供环境光感应,以支持传统背光和显示亮度自动调节。环境光传感器接收可见光并将其转换为电流,其波峰灵敏度为540nm,带宽为430nm至
610nm。Oximeter 3 Click使用标准I2C 2线接口与MCU通信,具有固定地址,与所有I2C模式(标准、快速和高速)兼容。它可以轻松访问生物传感器信号和光强度测量,无需复杂的计算或编程。它还生成可编程中断信号,路由到mikroBUS™的INT引脚,当发生接近事件或环境光变化时,MCU可以使用唤醒功能,从而通过消除连续轮询来减少处理开销。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。不过,该Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,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。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32768
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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
通过调试模式的应用程序输出
1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。
2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。
软件支持
库描述
该库包含 Oximeter 3 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
oximeter3_generic_write
- 向寄存器地址写入数据的函数。oximeter3_generic_read
- 从寄存器地址读取数据的函数。oximeter3_read_value
- 从传感器读取值的函数。
开源
代码示例
这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。
/*!
* \file
* \brief Oximeter3 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Oximeter 3 Click board.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, checks the device ID then configures the device for the selected mode.
*
* ## Application Task
* Depending on the selected mode it reads heart rate data (OXIMETER3_HEART_RATE mode) or
* values of proximity and ambient light sensor (OXIMETER3_PROX or OXIMETER3_ALS modes).
* All data is being logged on USB UART where you can track their changes.
*
* @note
* In the case of heart rate, please use a Serial Plot application for data plotting.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "oximeter3.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static oximeter3_t oximeter3;
static log_t logger;
uint8_t dev_mode = 0;
uint16_t rd_val = 0;
uint16_t counter = 2500;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
oximeter3_cfg_t cfg;
uint8_t dev_status;
/**
* 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.
oximeter3_cfg_setup( &cfg );
OXIMETER3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
oximeter3_init( &oximeter3, &cfg );
dev_status = oximeter3_generic_read( &oximeter3, OXIMETER3_REG_PRODUCT_ID );
if ( dev_status != OXIMETER3_ID_VAL )
{
log_printf( &logger, " ***** ERROR! ***** \r\n" );
for ( ; ; );
}
dev_mode = OXIMETER3_HEART_RATE;
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_COMMAND,
OXIMETER3_CMD_MEASUREMENT_DISABLE );
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_INTERRUPT_CTRL,
OXIMETER3_INT_STATUS_PROX );
if ( OXIMETER3_HEART_RATE == dev_mode )
{
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_LED_CURRENT,
OXIMETER3_LED_CURR_MID );
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_PROX_MODULATOR_TIMING,
OXIMETER3_PROX_TIMING_FREQ_390p625_KHZ );
}
else
{
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_LED_CURRENT,
OXIMETER3_LED_CURR_MIN );
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_PROX_MODULATOR_TIMING,
OXIMETER3_PROX_TIMING_FREQ_3p125_MHZ );
}
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_PROX_RATE,
OXIMETER3_PROX_RATE_250_MPS );
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_COMMAND,
OXIMETER3_CMD_MEASUREMENT_ENABLE |
OXIMETER3_CMD_PROX_PERIODIC_MEASUREMENT_ENABLE |
OXIMETER3_CMD_ALS_PERIODIC_MEASUREMENT_ENABLE );
log_printf( &logger, " ***** APP TASK ***** \r\n" );
}
void application_task ( void )
{
if ( OXIMETER3_HEART_RATE == dev_mode )
{
if( !oximeter3_get_int_status( &oximeter3 ) )
{
rd_val = oximeter3_read_value( &oximeter3, OXIMETER3_PROX );
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_INTERRUPT_STATUS,
OXIMETER3_INT_STATUS_PROX );
counter++;
if ( rd_val > 10000 )
{
log_printf( &logger, "%u\r\n", rd_val );
counter = 2500;
}
else if ( counter > 2500 )
{
log_printf( &logger, "Please place your index finger on the sensor.\r\n" );
counter = 0;
}
}
}
else if ( OXIMETER3_PROX == dev_mode || OXIMETER3_ALS == dev_mode )
{
if( !oximeter3_get_int_status( &oximeter3 ) )
{
rd_val = oximeter3_read_value( &oximeter3, OXIMETER3_PROX );
oximeter3_generic_write( &oximeter3, OXIMETER3_REG_INTERRUPT_STATUS,
OXIMETER3_INT_STATUS_PROX );
log_printf( &logger, " * Proximity: %u \r\n", rd_val );
rd_val = oximeter3_read_value( &oximeter3, OXIMETER3_ALS );
log_printf( &logger, " * ALS: %u \r\n", rd_val );
log_printf( &logger, "******************** \r\n" );
Delay_ms( 500 );
}
}
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END