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30 分钟

使用ADPD144RI和STM32F031K6追踪您的血氧水平

您的数字化健康之旅

Oximeter 2 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Oximeter 2 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

通过集成先进的健康监测功能,提升您的解决方案,提供实时心率和血氧饱和度数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Oximeter 2 Click基于ADPD144RI,这是一款高度集成的光度前端,优化用于Analog Devices的血氧饱和度光电容积描记法(PPG)检测。它结合了高效的红色和红外LED发射器,波长分别为660nm红光和880nm红外光,以及一个灵敏的4通道光电二极管和一个定制的ASIC,提供集成LED发射器和检测光电二极管之间的光隔离,以提高信噪比。它使用同步检测光脉冲以增强对环境光的拒绝,同时具有低功耗。Oximeter 2 Click设计用于超低直接光反射,具有每通道独立的AFE设置和I2C控制接口。集成的LED发射器在AFE的主动采

样周期内产生与其同步的光脉冲,AFE由一个可编程TIA、一个带通滤波器和一个积分器组成。处理后的模拟信号由14位ADC数字化,并由20位突发累加器进行累加。四个同时采样通道被矩阵化为两个独立的时间槽(每个LED波长一个)。可调节的每个样本脉冲数、累积和平均值可以应用于多个样本,以将动态范围增加到27位。Oximeter 2 Click使用标准I2C 2线接口与MCU通信,典型时钟频率为400kHz。高速I2C接口直接或通过FIFO缓冲区从输出寄存器读取数据。所有寄存器写入仅为单词,并需要16位数据。它还配有一个可编程中断线,标

记为INT并路由到mikroBUS™插座的INT引脚,简化了及时数据访问。ADPD144RI不需要特定的上电顺序,但需要1.8V的供电电压才能正常工作。因此,一个小型稳压LDO,即Analog Devices的ADP160,从3.3V mikroBUS™轨提供1.8V输出。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下工作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Oximeter 2 Click top side image
Oximeter 2 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
Interrupt
PA12
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

Oximeter 2 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
2x4 RGB Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU MB 1 - 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

该库包含 Oximeter 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • oximeter2_cfg_setup - 配置对象初始化功能。

  • oximeter2_init - 初始化功能。

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 main.c
 * \brief Oximeter2 Click example
 * 
 * # Description
 * This application collects data from the sensor, calculates it and then logs
 * the result.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and performs the device configuration which puts Time Slot A
 * and Time Slot B modes to active state.
 * Before the device configuration, the SW reset will be performed, which puts
 * the registers in their initial state.
 * 
 * ## Application Task  
 * Application measures value of oxygen level in human's blood.
 *
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "oximeter2.h"

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

// Oximeter 2 context instance declaration.
static oximeter2_t oximeter2;

// Logger context instance declaration.
static log_t logger;

// Result storage.
static uint32_t res_slot[ 100 ];

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

void oximeter2_write_res ( uint32_t data_write )
{
    log_printf( &logger, "%u\r\n", data_write );
}

void oximeter2_logs_results( void )
{
    uint8_t final_result;
    
    oximeter2_read_data( &oximeter2, &res_slot[ 0 ] );

    log_printf( &logger, "Average result per photodiode is: \r\n" );
    
    switch ( oximeter2.enabled_channel )
    {
        case OXIMETER2_CH3_CH4_SELECTED:
        {
            log_printf( &logger, "PD3: " );
            oximeter2_write_res( res_slot[ 2 ] );
            log_printf( &logger, "PD4: " );
            oximeter2_write_res( res_slot[ 3 ] );

            final_result = ( res_slot[ 2 ] + res_slot[ 3 ] ) / 1000;
            break;
        }
        case OXIMETER2_ALL_CHANNELS_SELECTED:
        {
            log_printf( &logger, "PD1: " );
            oximeter2_write_res( res_slot[ 0 ] );
            log_printf( &logger, "PD2: " );
            oximeter2_write_res( res_slot[ 1 ] );
            log_printf( &logger, "PD3: " );
            oximeter2_write_res( res_slot[ 2 ] );
            log_printf( &logger, "PD4: " );
            oximeter2_write_res( res_slot[ 3 ]);

            final_result = ( res_slot[ 0 ] + res_slot [ 1 ] + res_slot[ 2 ] + res_slot[ 3 ] ) / 1000;
            break;
        }
        default:
        {
            break;
        }
    }
    
    if (final_result > 100)
    {
        final_result = 100;
    }
    log_printf( &logger, "Average result, in percentage: %u\r\n", ( uint16_t )final_result );
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );

    Delay_ms( 300 );
}

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    oximeter2_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.
    oximeter2_cfg_setup( &cfg );
    OXIMETER2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    oximeter2_init( &oximeter2, &cfg );
    oximeter2_default_cfg( &oximeter2 );
}

void application_task ( void )
{
    oximeter2_logs_results();
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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