使用户能够实时监测其心率和血氧饱和度水平,为其健康和健身提供宝贵的见解。
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硬件概览
它是如何工作的?
Heart Rate 10 Click基于MAX86916,这是一款多功能光学传感器,用于心率(HR)监测以及来自Analog Devices的医疗级脉搏血氧仪应用。MAX86916集成了四个LED驱动器和蓝色、绿色、红色和红外LED。LED电流可编程从0mA到150mA,脉冲宽度可编程从70μs到420μs,以允许算法根据使用情况优化数据采集精度和功耗。此外,MAX86916包含接近功能,当用户手指不在传感器上时可节省电力并减少可见光的发射。MAX86916中的接收路径由环境光抵消(ALC)电路、连续时间sigma-delta ADC和专有数字滤波器组成,用于拒绝缓慢变化的环境光,包括来自人造光源的
100Hz/120Hz干扰。ALC设计用于取消环境光生成的光电二极管电流,最多可达200μA,使传感器能够在高环境光条件下工作。当环境光抵消功能由于强烈的环境光溢出而达到其最大限制时,ADC的输出会受到影响,并生成环境光抵消溢出中断,标记为INT并路由到mikroBUS™插座上的INT引脚以检测此条件。MAX86916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,使用了一款小型调节型LDO,即来自Analog Devices的MAX8511,它在5V和3.3V mikroBUS™轨上都提供了1.8V。Heart Rate 10 Click通过标准的I2C 2-Wire接口与MCU通信,最大时钟频率可达400kHz。它通过软件寄存
器完全可调节,数字输出数据存储在设备内的32个深度FIFO中。由于传感器需要1.8V的电源供应才能正常工作,因此,这个Click板™还配备了来自Texas Instruments的PCA9306电压级转换器。I2C接口总线路线被路由到双向电压级转换器,使得这个Click板™可以与3.3V和5V MCU一起正常工作。这个Click板™可以选择使用3.3V或5V逻辑电压电平工作,通过VCC SEL跳线选择。这样,既能使用3.3V又能使用5V的MCU都可以正确使用通信线路。但是,这个Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G431RB 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)
32k
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!”
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 Heart Rate 10 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
heartrate10_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。heartrate10_init
- 初始化函数。heartrate10_default_cfg
- Click默认配置函数。
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 HeartRate10 Click example
*
* # Description
* This example showcases ability for device to read Heart Rate with 4 different diodes.
* There is IR, Red, Green and Blue. You can control every one of them individualy, and
* change theirs sequence in FIFO register. All leds data is read from FIFO register,
* it's 19bit data for every led.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initialization of host communication periphrials and interrupt pin. Configures default
* configuration to device where device is reset, checks Part ID and enables all 4 leds
* and sets sequence as IR-Red-Green-Blue. Sets their power to maximum, and enables
* interrupt on new data ready.
*
* ## Application Task
* Reads FIFO data for all 4 didoes and logs them with separation character ','.
*
* @note
* For testing this example application SerialPlot was used.
* There you can see heart rate graphicly shown.
*
* @author Luka Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate10.h"
static heartrate10_t heartrate10;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
heartrate10_cfg_t heartrate10_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 );
// Click initialization.
heartrate10_cfg_setup( &heartrate10_cfg );
HEARTRATE10_MAP_MIKROBUS( heartrate10_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( I2C_MASTER_ERROR == heartrate10_init( &heartrate10, &heartrate10_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Initializtion." );
log_info( &logger, " Please, run example again... " );
for ( ; ; );
}
if ( HEARTRATE10_ERROR == heartrate10_default_cfg ( &heartrate10 ) )
{
log_error( &logger, " Configuration." );
log_info( &logger, " Please, run example again... " );
for ( ; ; );
}
}
void application_task ( void )
{
uint8_t rd_dat = 0;
heartrate10_generic_read( &heartrate10, HEARTRATE10_REG_INT_STATUS, &rd_dat );
if ( ( rd_dat & 0x40 ) )
{
uint32_t ir, red, green, blue = 0;
heartrate10_read_complete_fifo_data( &heartrate10, &ir, &red, &green, &blue );
log_printf( &logger, "%lu,%lu,%lu,%lu\r\n", ir, red, green, blue );
}
Delay_ms ( 3 );
}
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