利用我们直观的心率监测解决方案,掌控您的心脏健康。
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硬件概览
它是如何工作的?
Heart Rate 2 Click 基于 MAXM86161,这是一款来自 Analog Devices 的完整、集成的光学数据采集系统,非常适用于光学脉搏血氧和心率检测应用。它包括一个单一的光学读出通道和用于调制 LED 脉冲以进行各种光学测量的电流 LED 驱动 DAC。LED 电流 DAC 具有 8 位的动态范围,有四个可编程的全量程范围,分别为 31mA、62mA、94mA 和 124mA。LED 驱动器是低压降电流源,允许在尽可能低的供电电压下提供低噪声、与电源无关的 LED 电流,从而最小化 LED 的功耗。LED 脉冲宽度可以从 14.8μs 到 117.3μs 进行编程,以便算法可以在由应用程序决定的最低动态功耗下优化 SpO2 和 HR 的准确性。基于 MAXM86161 的光学子系统 Heart Rate 2 Click 包
括环境光消除 (ALC)、连续时间 sigma-delta ADC 和专有的离散时间滤波器。ALC 包括一种专有方案,用于取消环境光产生的光电二极管电流,从而使传感器能够在高环境光条件下工作。光学 ADC 的可编程全量程范围为 4μA 到 32μA。内部 ADC 是一个连续时间、过采样 sigma-delta 转换器,具有 19 位的分辨率。ADC 输出数据速率可从 8sps (每秒采样数) 到 4096sps 进行编程。MAXM86161 包括一个专有的离散时间滤波器,用于拒绝 50Hz/60Hz 的干扰并从传感器测量中消除剩余的环境光。传感器还包括光学近距离功能,当传感器与皮肤无接触时,可以显著减少能耗并延长电池寿命。在没有反射信号的情况下,将 MAXM86161 的功耗降至最低。还旨
在将发射的光线降至最低甚至低于人眼感知的水平。原生的 delta-sigma ADC 线性度非常好。然而,子范围 DAC 使用一种一元体系结构,DAC 单元电流源与 ADC 参考电流之间存在一些不匹配。当子 DAC 代码转换时,这种不匹配会导致一些转移函数的非线性 (XNL) 错误。因此,子范围 DAC 算法旨在通过在重叠的子 DAC 范围中引入大的滞后来最小化 DAC 转换。因此,在正常的 PPG 操作下,子 DAC 不会转换,转换器信号的线性完全由线性本机 delta-sigma ADC 驱动。除了通过算法减少子 DAC 转换外,MAXM86161 还包含一种自校准方案,可进一步减少子 DAC 的 XNL 错误。
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 2 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
heartrate2_generic_read
- 用于读取数据的通用函数。heartrate2_generic_write
- 用于写入数据的通用函数。heartrate2_default_configuration
- 设置默认配置并使用 cfg_led 参数打开一个 LED 的函数。heartrate2_read_fifo
- 从设备读取 FIFO 数据和标签值的函数。
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
* \brief HeartRate2 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of Heart rate 2 Click board.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initilizes the driver, resets the device, checks the device ID and applies default settings.
*
* ## Application Task
* Reads the data from Green diode and displays the results on USB UART if the measured data
* is above defined threshold, otherwise, it displays a desired message on the terminal.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "heartrate2.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static heartrate2_t heartrate2;
static log_t logger;
static uint16_t counter = 1000;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
heartrate2_cfg_t cfg;
uint8_t rd_stat;
/**
* 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.
heartrate2_cfg_setup( &cfg );
HEARTRATE2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
heartrate2_init( &heartrate2, &cfg );
log_printf( &logger, "Configuring the module...\r\n" );
Delay_ms ( 1000 );
heartrate2_set_en( &heartrate2, HEARTRATE2_PIN_HIGH );
Delay_ms ( 100 );
heartrate2_soft_reset ( &heartrate2 );
rd_stat = heartrate2_generic_read( &heartrate2, HEARTRATE2_REG_PART_ID );
if ( rd_stat != HEARTRATE2_DEV_ID )
{
log_error( &logger, "---- WRONG ID ----" );
log_printf( &logger, "Please restart your system.\r\n" );
for ( ; ; );
}
heartrate2_default_cfg( &heartrate2, HEARTRATE2_CONFIG_GREEN );
log_printf( &logger, "The module has been configured!\r\n" );
Delay_ms ( 1000 );
}
void application_task ( void )
{
heartrate2_fifo_data_t fifo_object;
heartrate2_read_fifo( &heartrate2, &fifo_object );
if ( fifo_object.tag == HEARTRATE2_FIFO_TAG_PPG1_LEDC1 )
{
counter++;
if ( fifo_object.data_val > 1000 )
{
log_printf( &logger, "%lu;\r\n", fifo_object.data_val );
counter = 1000;
}
else if ( counter > 1000 )
{
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
类别:生物识别