本帖最后由 jinglixixi 于 2017-9-18 10:23 编辑
心率是一项重要的生理指标,通过心率传感器的使用我们能够较好地获取心率信息。PulseSensor 就是一款光电反射式的脉搏心率传感器,其输出信号为模拟信号。使用时,可将其佩戴于手指、耳垂等处。借助麒麟座mini开发板内部的模数转换器,可将采集到的心率模拟信号由模拟转换为数值量,以便于计算出相应的心率参数。此外,还可将脉搏数据通过串口上传到电脑,并通过专用程序显示出波形,其主要构成如图1所示。
图1 心率检测整体构成
该设计供提供3种使用方式: 方式一:使用TFT屏显示心率波形
方式二:使用通讯串口1向PC发送心率数据
方式三:使用通讯串口2向蓝牙发送心率数据,进而供手机或PC接收。
心率传感器的外观如图2所示,它共有 3 个引脚,其中标有 S 的为模拟信号输出线(最左边);标有+的为电源输入线(中间);标有-的为地线(最右边)。 在使用时,是将S端连接到开发板的PA0引脚。电源输入可连接5V 或 3 .3V。
图2 心率传感器外观
在使用TFT屏绘制心率波形前,可以下载器将串口1所发送的心率数据传送到PC,并以串行助手进行查看,其执行效果如图3所示。 串口所输出的心率数据均为 ASCII 码格式,因数据量较大,故所用的通讯波特率为 115200。 在传送的数据中,供含3种数据,其中以“S”为前缀的,是表示脉搏的数据(脉象图的数 值化表示);以“B”为前缀的,是表示 BPM 数值(心率值);以“Q”为前缀的,是表示 IBI 数值(相邻两个心跳之间的时间)。这3种数据若发给上位机 Processing 软件,就会在窗口中显示出来。 数据S 的发送频率为20ms 一次,数据量较大;数据B 和 Q 只在检测到有效脉搏后,才在每一次心跳后发送一次,数据量较小。其效果如图4和图5所示。
图3 串口接收心率数据
图4 心率检测初始时段效果
图5 长时段心率检测效果
在接入TFT显示屏的情况下,其心率波形显示效果如图6所示。界面所显示的汉字由字模提取软件PCtoLCD2002来制备,所设置的字模生成格式如图7和图8所示。
图6 心率波形显示效果
图7生成格式设置
图8专用字模提取
绘制波形所用的画线函数其内容如下: - void LCD_DrawLine(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2)
- {
- unsigned int t;
- int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance;
- int incx,incy,uRow,uCol;
- delta_x=x2-x1;
- delta_y=y2-y1;
- uRow=x1;
- uCol=y1;
- if(delta_x>0)incx=1;
- else if(delta_x==0)incx=0;
- else {incx=-1;delta_x=-delta_x;}
- if(delta_y>0)incy=1;
- else if(delta_y==0)incy=0;
- else{incy=-1;delta_y=-delta_y;}
- if( delta_x>delta_y)distance=delta_x;
- else distance=delta_y;
- for(t=0;t<=distance+1;t++ )
- {
- LCD_DrawPoint(uRow,uCol);
- xerr+=delta_x ;
- yerr+=delta_y ;
- if(xerr>distance)
- {
- xerr-=distance;
- uRow+=incx;
- }
- if(yerr>distance)
- {
- yerr-=distance;
- uCol+=incy;
- }
- }
- }
复制代码主函数的程序如下: - int main(void)
- {
- int16_t sj,sp,j;
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- SPI_CONFIG();
- Lcd_Init();
- LCD_Clear(RED);
- BACK_COLOR=RED;
- POINT_COLOR=WHITE;
- showhanzi16h(40,120,5,0);
- showhanzi16h(40,140,4,0);
- showhanzi16h(40,160,3,0);
- showhanzi16h(40,180,2,0);
- showhanzi16h(40,200,1,0);
- showhanzi16h(40,220,0,0);
-
- showhanzi16h(200,120,9,0);
- showhanzi16h(200,140,8,0);
- showhanzi16h(200,160,7,0);
- showhanzi16h(200,180,9,0);
-
- showhanzi16h(200,260,6,0);
- showhanzi16h(200,280,1,0);
- showhanzi16h(200,300,0,0);
- POINT_COLOR=WHITE;
- LCD_DrawLine(10, 300, 190, 300);
- LCD_DrawLine(190, 10, 190, 300);
- sp=0;
- MX_GPIO_Init();
- MX_ADC1_Init();
- MX_TIM3_Init();
- MX_USART2_UART_Init();
- HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
- j=0;
- while (1)
- {
- sendDataToProcessing('S', Signal);
- j++;
- POINT_COLOR=YELLOW;
- sj=Signal/5;
- LCD_DrawLine(190-sp, 300-3*(j-1), 190-sj, 300-3*(j));
- sp=sj;
- if(j>86 )
- {
- LCD_ClearQ(RED);
- j=0;
- POINT_COLOR=WHITE;
- showhanzi16h(40,120,5,0);
- showhanzi16h(40,140,4,0);
- showhanzi16h(40,160,3,0);
- showhanzi16h(40,180,2,0);
- showhanzi16h(40,200,1,0);
- showhanzi16h(40,220,0,0);
-
- showhanzi16h(200,120,9,0);
- showhanzi16h(200,140,8,0);
- showhanzi16h(200,160,7,0);
- showhanzi16h(200,180,9,0);
-
- showhanzi16h(200,260,6,0);
- showhanzi16h(200,280,1,0);
- showhanzi16h(200,300,0,0);
-
- POINT_COLOR=WHITE;
- LCD_DrawLine(10, 300, 190, 300);
- LCD_DrawLine(190, 10, 190, 300);
- }
- if (QS == true)
- {
- sendDataToProcessing('B',BPM);
- sendDataToProcessing('Q',IBI);
- LCD_ShowCharh(200,100,':',0);
- LCD_ShowCharh(200 ,240,':',0);
- LCD_ShowCharh(200,230,BPM/100+0x30,0);
- LCD_ShowCharh(200,220,BPM%100/10+0x30,0);
- LCD_ShowCharh(200,210,BPM%10+0x30,0);
- LCD_ShowCharh(200,90,IBI/1000+0x30,0);
- LCD_ShowCharh(200,80,IBI%1000/100+0x30,0);
- LCD_ShowCharh(200,70,IBI%100/10+0x30,0);
- LCD_ShowCharh(200,60,IBI%10+0x30,0);
- QS = false;
- }
-
- HAL_Delay(20);
- }
- }
复制代码小结: 至此,已完成了申请时所设置的计划和项目,学习并掌握了麒麟座mini开发板的使用方法,证明该开发板还是十分便于开发和使用的,能直接用于小型设计项目。后面争取学习一些APP的编程设计,以便能让手机和该开发板构成一个应用系统。 学习历程的相关连接如下:
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