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使用BH1790GLC和STM32F031K6轻松进行心脏检查

您的心脏,您的健康

Heart rate 6 click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Heart rate 6 click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

使用先进且多功能的心率传感器升级您的解决方案的心率监测能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Heart rate 6 Click 基于ROHM Semiconductor的BH1790GLC,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。然而,作为一款Click板,Heart rate 6 Click允许轻松评估和快速应用及固件开发。两个绿色LED由BH1790GLC传感器的集成LED驱动部分驱动,具有64Hz或128Hz的可编程脉动频率。LED电流也可以从0到60 mA进行编程。最后,有两个脉冲持续时间设置:0.3ms和0.6ms。这两个值会影响LED脉冲的占空比。通过平衡这三个参数:LED的电流量(亮度)、光脉冲的速度(LED频率)和脉

冲宽度(0.3ms或0.6ms),可以实现最佳读数。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,相对于中心频率减小了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 6 Click使用了KingBright超级亮的透明绿色LED,其光谱响应与光学滤波器的通带特性密切匹配。这允许使用大部分LED能量,进一步改善了功耗性能。两个输出寄存器包含16位测量值,作为两个8位字。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。主机MCU可以每1/32秒或1/64秒读取这些寄存器,具体取决于BH1790GLC的设置。BH1790GLC的数据手册包含正确的算法,详细描述了测量过程。然而,该Click板配备了库,包含允许最小努力进行测量的功能。BH1790GLC传感器的I2C引脚路由到相应的mikroBUS™ I2C引脚。I2C总线线已配备两个上拉电阻,与两个外部LED一起,是BH1790GLC传感器所需的唯一组件。上拉电阻连接到3.3V电源轨,因此该Click板只能与使用逻辑电平高达3.3V进行通信的MCU一起使用。

Heart rate 6 Click top side image
Heart rate 6 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Heart rate 6 click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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 6 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • heartrate6_get_data - 功能以16位无符号值读取LED数据

  • heartrate6_set_freq - 功能设置数据读取频率和LED脉冲频率

  • heartrate6_start_measure - 功能开始测量周期

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 HeartRate6 Click example
 * 
 * # Description
 * The example demonstrates the use of Heart rate 6 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes interface and performs the device configuration and reset.
 * 
 * ## Application Task  
 * Waits until measurement cycle is finished and data is ready for reading. 
 * Then reads the LED data and performs the data plotting on USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate6.h"

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

static heartrate6_t heartrate6;
static log_t logger;

static uint16_t led_data_off;
static uint16_t led_data_on;
static uint8_t counter = 200;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    heartrate6_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.

    heartrate6_cfg_setup( &cfg );
    HEARTRATE6_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    heartrate6_init( &heartrate6, &cfg );
    Delay_ms ( 500 );

    heartrate6_default_cfg( &heartrate6 );
    log_printf( &logger, " Heart rate 6 is initialized. \r\n");
    Delay_ms ( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    heartrate6_wait_measure( &heartrate6 );
    
    heartrate6_get_data( &heartrate6,  &led_data_off, &led_data_on );
    
    counter++;
    if ( led_data_off < 200 )
    {
        log_printf( &logger, "%u;\r\n", led_data_on );
        counter = 200;
    }
    else if ( counter > 200 )
    {
        log_printf( &logger, "Please place your index finger on the sensor.\r\n" );
        counter = 0;
    }
}

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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