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使用MCP607和STM32G431RB了解您的身体EDA故事

了解您的身体

GSR Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

GSR Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

测量人体的EDA因子,并了解一些人体自主神经系统参数。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

GSR Click基于Microchip生产的MCP607,这是一款双CMOS低噪声运放,以及MCP3201,一款12位SAR型ADC。输入级别由上述电压分压器和一个频率限制电容器组成。然后,信号传输到第一个运放的前半部分,设置为单位增益。在进入ADC之前,该信号被用来调节信号。GSR Click的工作原理基于由两个电阻组成的电压分压器。一个电阻是一个固定电阻100kΩ(R4),第二个是人体皮肤,起作用的

是可变电阻。通过一个电极将直流电压施加到皮肤上,连接到3.3V电源。另一个电极通过皮肤关闭电路并返回到点击板。电压分压器处的电压将取决于皮肤的电阻。板载ADC IC使用SPI与MCU通信。 SPI接口引脚被路由到适当的mikroBUS™引脚。 MCP3201 ADC还需要一个清洁稳定的参考电压,Microchip的MCP1541提供了这个小型的3引脚专用参考电压IC。 5V电源被路由到电压参考的输入,以及

ADC IC和OPAMP IC的VCC引脚。这意味着Click板™需要3.3V和5V以正确运行。 OPAMP的另一半用作测量信号的输入缓冲器,并将其输出路由到mikroBUS™的AN引脚。此信号是模拟信号,可以用于更精确的采样或应用其他类型的测量信号处理。 GSR Click板上有一个用于安全连接电极的3.5毫米插孔。

GSR Click top side image
GSR Click bottom side image

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。

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

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™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

3芯心电图/肌电图电缆配有方便的3.5毫米耳机插头,专为心电图记录而设计。这条长1米的电缆是医务人员和爱好者的实用伴侣。为了配合这条电缆,您还可以使用单次使用的粘贴式心电图/肌电图电极,尺寸为48x34毫米,每个都配备有心电图/肌电图电缆插头适配器。这些电极在与我们的心电图/肌电图电缆配对时确保了无缝的体验,并保证可靠的心电图/肌电图信号传输,用于全面的心脏监测。相信这套设置的准确性和便利性,毫不费力地自信地记录心电图和肌电图。

GSR Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PA15
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
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
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

GSR Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32GXXX MCU Access MB 1 Micro B Conn - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image 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

这个库包含了 GSR Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • gsr_read_value - 此函数使用集成在 GSR Click 上的 MCP3201 ADC 进行测量。

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 Gsr Click example
 * 
 * # Description
 * This app measure the electrodermal activity.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GSR driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Sequential reading of ADC and logging data 
 * to UART. Operation is repeated each 500 ms.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gsr.h"

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

static gsr_t gsr;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    gsr_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 ----\r\n" );

    //  Click initialization.

    gsr_cfg_setup( &cfg );
    GSR_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    gsr_init( &gsr, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t adc_value;

    adc_value = gsr_read_value( &gsr );

    log_printf( &logger, "ADC Measurements: %u \r\n", adc_value );
    Delay_ms( 500 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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