项目名称:
基于L432的便携式心率检测仪
1.方案主题:
心率是反映身体健康状态的一项重要指标,设计一款便于携带、成本低的心率检测装置能够为我们生活质量的提高凭添一份保障。该心率检测仪以L432KC为处理核心,并凭借L432KC开发板的小巧身姿为mini化便携式设计提供了有力的支持。此外,合理的成本控制也使其具有较好的市场潜力。
2. 方案功能
该设计采用一款光电反射式心率传感器,所输出的信号为模拟量,经L432KC进行A/D转换,成为可供分析的数字信号,通过分析计算可获得心率值和相邻心拍时间,并由双色OLED屏显示出来。此外,在外挂RS232串行通讯模块的条件下,可将脉搏信号上传到电脑,并由专用软件绘制出脉搏波形和心率曲线,以便进行精确地分析和判读。
设计原理:
心率检测仪在整体上由两部分构成,即上位机与下位机。下位机主要负责心率信号的采集,在独立使用时,可直观地显示出心率值和相邻心拍时间。为了实现设计目标,该心率检测仪主要有心率传感器、微处理器L432KC、双色OLED显示模块、外挂式RS232通讯模块及电池等组成。
其硬件组成如图所示:
说明:设计中所采用的心率传感器是一种光电反射式传感器,在检测时可佩戴于手指、耳垂等处,故非常便于使用。
心率传感器的外观如图所示:
心率检测仪的具体使用方法是:
- 1)将心率检测仪与电脑通过外观的RS232串行通讯模块连接起来;
- 2)为心率检测仪上电,此时可看到心率传感器的绿色检测等被点亮;
- 3)在电脑上打开波形绘制的专用软件Processing,并加以运行;
- 4)将手指轻按在心率传感器的检测灯上,则可在OLED屏上看到心率值和相邻心拍时间,效果如图9所示。在电脑侧则可看到脉搏波形和心率曲线,当波形显示不完整时,可拖动红色的圆点来调节脉搏窗口的比率。
L432KC开发板功能:
在该项目中,L432KC开发板起着核心的作用,是通过它将采集到模拟信号转换为供分析处理的数字信号;又是通过它将获得的心率参数显示到OLED屏上供人识读;此外,还是经过它的处理将采集的数据上传到上位机以绘制心率波形图。
由于L432KC是一款低功耗、高性能的MCU,故为心率检测仪的便携式设计也提供了有效的支持。
尽管心率检测仪很小,但它在资源的使用上却不逊色于其它设计,在运行过程中,它用到的资源有GPIO、ADC、TIME、IIC、UART等,几乎样样用个到。
3. 软件流程介绍
在硬件设计的基础上,软件的设计也是不可或缺的,其软件处理流程如图所示。