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【开发教程9】开源蓝牙心率防水运动手环-心率监测

心率监测
   
   
    1心率测量原理简介
   
    我们手环的心率测量, 采用的是 PPG 光电容积脉搏波描记法原理(PhotoPlethysmoGraphy)。简单来说,就是利用血液中透光率的脉动变化,折算成电信号,对应的就是心率。
    当一定波长的光束照射到皮肤表面时,光束将通过反射方式传送到光电接收器,在此过程中由于受到皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用,检测器检测到的广强度将减弱。其中皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的,而皮肤内的血液,容积在心脏作用下呈搏动性变化。当心脏收缩时外周血容量最多光吸收量也最大,检测到的反射光强度最小。而在心脏舒张时,检测到的光强度最大,使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。最后,我们通过DA14580 的 ADC 采集光接收器的电信号,计算出心率。
    2硬件设计
   
    我们的心率传感器由两部分组成,如下图所示。
   
    第一个张图 HY1303 其实是一个 LED 和一个光传感器,将采集到的光强转换成电压,从第 6 引脚输出。然后通过第二张图 HY232 放大电压。
   
    1.png
    图 1
    2.png
    图 2
   
    3软件设计
   
   
    第一步,就是系统的初始化。
   
    代码1.png
    代码1
   
    由于本次要使用串口打印,我们就设置串口管脚,使能串口,对串口进行初
   
    始化。
    GPIO_ConfigurePin(UART2_GPIO_PORT, UART2_TX_PIN, OUTPUT, PID_UART2_TX, false);
    GPIO_ConfigurePin(UART2_GPIO_PORT, UART2_RX_PIN, INPUT, PID_UART2_RX, false);
    SetBits16(CLK_PER_REG, UART2_ENABLE, 1);
    // Initialize UART component
    uart2_init(UART2_BAUDRATE, UART2_DATALENGTH);
    我们的心率需要的采样周期是 4ms 到 10ms,这里用 的是 10ms,就需要通过 void my_timer_init(void)开启一个定时器。
   
    代码2.png
    代码2
   
   
    每 过 10ms , 定 时 器 0 就 会 产 生 一 次 中 断 , 进 入 回 调 函 数
   
    timer0_general_user_callback_function,在回调函数中,我们就使用 ADC 采集数据。
    最后通过函数 ADC_CAPTRUE(adc_heart ,&hr_capture)就可以得到心率值。adc_hreat 是 ADC 数字电压,hr_capture 就是心率值了。
   
    代码3.png
    代码3
   
   
    代码4.png
    代码4
   
    4实验现象
   
    首先,插好 Jlink 和 USB 转串口,然后打开打开串口调试助手。
   
   
    (1)选择串口号,我们图中是 COM1,这个根据实际情况选择。
   
    (2)配置串口参数,波特率为 115200,数据位 8,停止位 1,没有校验位和控制流,与下图一致。
    (3)点击打开串口。
    3.png
    图 3
    配置完串口之后,打开我们提供的代码。
   
    (1)点击仿真按键。
   
    4.png
    图 4
    (2)点击运行代码。
    5.png
    图5
   
   
    完成之后,就能看到串口调试助手接收框信息如下。
    6.png
    图 6
   
   
   
    文件下载请点击:
7_(100%开源)蓝牙心率防水运动手环_心率监测.pdf (625.3 KB)
(下载次数: 1, 2022-5-10 11:58 上传)
   

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