开源蓝牙心率防水运动手环

——疯壳·智能穿戴开发系列   

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




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