基于STM32的心率监测装置

# 前言 　　该文主要讲述了以及STM32的一个心率传感装置的制作过程和最终实现的效果，这是我在大四毕业的时候帮别人做的一个毕业设计的小作品，最初的文章是发表在电子发烧友上面的，现转载github。原链接请点击此处：[点我跳转](http://bbs.elecfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1600343&page=1#pid7932932 "点我跳转") # 介绍 　　最近做了一个机遇STM32的心率监测装置，使用了一块oled屏幕进行检测到的心率的波形的显示。 心率监测传感器使用的传感器是pulse sensor，是一款比较便宜的传感器。显示屏采用的是128X64的oled显示器。 　　首先放上成品图，不然你们是没有兴趣看的。^_^   # 开发环境与开发器件 　　开发环境： 　　1、win10 +MDK keil5.24 　　２、ST-LINK下载器（不一定需要这个，J-LINK和串口下载都是可以的） 　　我是用的是STM32F103C8T6最小系统板，价格比较便宜并且功能足够强大。 　　元器件有： 　　==>pulse sensor心率传感器 　　==>IIC OLED显示屏 　　==>按键2个 　　==>LED1个 　　==>蜂鸣器1个 # 电路设计 　　在硬件结构方面还是比较简单的，连线比较简单，就是在软件方面花费了我一些时间，算法处理和波形系那是还是花了一些时间采写好的。 　　放上电路连接图：  # 软件实现 ## OLED 　　OLED方面我采用的是IIC操作的OLED，因为IIC操作简单，只需要两根线（我直接使用的PA7和PA8）。使用了软件IIC，直接移植的正点原子的官方例程的IIC，OLED显示也是移植的正点原子的程序，只是做了改进，可以显示汉字（正点原子的官方例程中OLED程序不能显示汉字，我对代码进行升级，可以显示汉字），还增加了自动在数字前面补0的功能。 　　由于程序比较大，这里只放了重点的代码，在后面也提供源码。 ```c //OLED波形显示函数 void OLED_Waveform_display(void) { int i; u8 n; IF(waveform_flag == 1) { waveform_flag = 0; for(i=127;i>=0;i--) { for(n=0;n<64;n++) { OLED_DrawPoint(i,n,0); } //波形线补点操作，如果不用，可以注释掉,将#if 1改为#if 0 //引用波形补点函数可以是波形看起来是连续的 #if 1 if(i!=0) { if(myabs((int)waveform-(int)waveform[i-1])>1) { if(waveform > waveform[i-1]) { for(n=waveform[i-1];n<waveform;n++) { OLED_DrawPoint(i,n,1); //在相应的像素点上打印 } }else { for(n=waveform;n<waveform[i-1];n++) { OLED_DrawPoint(i,n,1); //在相应的像素点上打印 } } } } OLED_DrawPoint(i,waveform,1); //在相应的像素点上打印 #endif } OLED_Refresh_Gram(); //更新显示到OLED } } ``` ## pulse sensor心率传感器 　　pulse sensor心率传感器采用ADC进行数据采集，使用到了ADC0（PA0）。通过配置ADC引脚完成ADC的采集，通过实验，可以正常的采集到数据。当人的手指放上之后用示波器可以看到心跳的电压变化。 ### 操作说明书 　　说明书密码（xinghuidianzi）： Pulse Sensor使用说明书V5.5（密码xinghuidianzi） [点此处下载](https://raw.githubusercontent.com/hehung/STM32-heart-rate-monitoring/master/doc/Pulse%20Sensor%E4%BD%BF%E7%94%A8%E8%AF%B4%E6%98%8E%E4%B9%A6V5.5%EF%BC%88%E5%AF%86%E7%A0%81xinghuidianzi%EF%BC%89.pdf?token=AIHJEAQXAKGJ7R3PJBQMJBS52AKGM "点此处下载") ### 心率监测算法实现 　　心率算法就是检测心率波形的峰值，检测到 有60000ms 除以两个峰值时间（ms）就是心率值，说起来比较简单，但是操作起来有各种干扰，通过官方的例程上进行修改，最终成功测出心率值，还是比较准确的 ```c //心率采集与计算处理 void HeartRate_deal(void) { unsigned int runningTotal; u8 i; Num = sampleCounter - lastBeattime; //监控最后一次节拍后的时间，以避免噪声 //找到脉冲波的波峰和波谷 if(Signal < thresh && Num > (IBI/5)*3) //为了避免需要等待3/5个IBI的时间 { if(Signal < T) { //T是阈值 T = Signal; //跟踪脉搏波的最低点，改变阈值 } } if(Signal > thresh && Signal > P) //采样值大于阈值并且采样值大于峰值 { P = Signal; //P是峰值，改变峰值 } //现在开始寻找心跳节拍 if (Num > 250) //避免高频噪声 { if ((Signal > thresh) && (Pulse == false) && (Num > (IBI/5)*3)) { Pulse = true; //当有脉冲的时候就设置脉冲信号。 // LED_ON(); //打开LED，表示已经有脉冲了 IBI = sampleCounter - lastBeatTime; //测量节拍的ms级的时间 lastBeatTime = sampleCounter; //记录下一个脉冲的时间。 if(secondBeat) //如果这是第二个节拍，如果secondBeat == TRUE，表示是第二个节拍 { secondBeat = false; //清除secondBeat节拍标志 for(i=0; i<=9; i++) //在启动时，种子的运行总数得到一个实现的BPM。 { rate = IBI; } } if(firstBeat) //如果这是第一次发现节拍，如果firstBeat == TRUE。 { firstBeat = false; //清除firstBeat标志 seco