STM32之数据采集和心率检测仪(原理图、PCB、程序源码等)超详细!!!
该设计本是以NUCLEO_F411RE为控制核心,利用芯片内部的模数转换器来采集外部的模拟信号,并在TFT液晶屏的配合下来显示采集的数据。为便于直观分析,还将采集的数据绘制成波形图。为验证其设计功能,特配置了心率传感器来获取心率信号,经实际验证能在采集过程中达到设计的基本要求,为波形的图像文件生成提供了相应的支持。此外,在外挂串行通信模块的条件下,能实现采集数据的上传以供更深层次的数据分析和处理。
1.系统硬件设计
系统各个模块的硬件实现过程:
1.1NUCLEO F411
在系统中采用NUCLEO F411 为处理核心,它具有运算处理块,内部外设资源丰富的特点,如它有12位的ADC、多个16位、32位的定时计时器、UART串行通信收发器及大量的GPIO口。通过NUCLEO F411可以采集外部的模拟信号,可以驱动TFT液晶屏显示数据及绘制波形图等。
1.2心率传感器
在该设计中,采用的是一种光电反射式心率传感器,它所输出的信号为模拟量,在采集时需进行A/D转换,才能成为供MCU分析处理的数字信号。成为,经分析计算可获得脉搏值、心率值及相邻心拍时间等。
1.3串行TFT液晶屏
为了节省GPIO引脚,所采用的TFT液晶屏为串行工作模式的器件,共有9个引脚。通过该显示屏,可将采集的数据输出到屏幕上,并可绘制出便于直接观察的波形图。
1.4RS232串行通信模块
在外挂RS232串行通讯模块的条件下,可将采集的数据上传到电脑,并由专用软件绘制出脉搏波形和心率曲线等,以便进行精确地分析和判读。
2.系统软件设计
该作品的系统软件设计分为两部分,一个是基于模数转换的数据采集与分析部分,另一个是基于SD卡的文件管理系统,主要负责图像文件的显示与生成。对于数据采集与分析部分,其程序流程图如下:
图2 功能构成图
图3 数据采集与分析流程图
3.系统测试
图4外观图
图5 F411的心率检测效果
图6 L432的心率检测效果
(在其它资源相同的情况下其效果优于F411)
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