基于STM32設計的人體健康檢測儀
一、項目介紹
當前文章介紹基于STM32設計的人體健康檢測儀。設備采用STM32系列MCU作為主控芯片，配備血氧濃度傳感器（使用MAX30102血氧濃度檢測傳感器）、OLED屏幕和電池供電等外設模塊。設備可以廣泛應用于醫(yī)療、健康等領域。可以幫助醫(yī)生和病人更好地了解病情變化，提高治療效果和生活質量。設備也可以用于健康管理、運動監(jiān)測等場景，幫助用戶了解自己的身體狀況，保持健康的生活方式。
在項目中，使用了KEIL作為開發(fā)平臺和工具，通過血氧模塊采集人體的心跳和血氧濃度參數(shù)，并通過OLED屏幕顯示現(xiàn)在的心跳和血氧濃度。同時，通過指標分析，提供采集到的數(shù)據(jù)與正常指標比對，分析被檢測人員的健康狀態(tài)。采集的數(shù)據(jù)可通過藍牙或者WIFI傳遞給手機APP進行處理，方便用戶隨時了解自己的身體狀況。
本設計采用STM32為主控芯片，搭配血氧濃度傳感器和OLED屏幕，實現(xiàn)了人體健康數(shù)據(jù)的采集和展示，并對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，判斷被檢測人員的健康狀態(tài)。同時，設計使用藍牙或WiFi將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給手機APP進行處理。
二、項目設計思路
2.1 硬件設計
（1）主控芯片：STM32系列MCU，負責驅動其他外設模塊；
（2）血氧濃度傳感器：使用MAX30102血氧濃度檢測傳感器，用于采集人體的心跳和血氧濃度參數(shù)；
（3）OLED屏：用于顯示現(xiàn)在的心跳和血氧濃度；
2.2 軟件設計
(1) 通過血氧模塊采集人體的心跳和血氧濃度參數(shù)；
(2) 通過OLED屏顯示現(xiàn)在的心跳和血氧濃度；
(3) 對采集到的數(shù)據(jù)進行指標分析，將采集到的數(shù)據(jù)與正常指標比對，分析被檢測人員的健康狀態(tài)；
(4) 采集的數(shù)據(jù)可通過藍牙或WiFi傳遞給手機APP進行處理。
2.3 技術實現(xiàn)
（1）設計采用AD8232心電圖（ECG）模塊和MAX30102血氧模塊采集心跳和血氧濃度參數(shù)，并通過I2C接口連接主控芯片STM32。
（2）OLED屏使用I2C接口與主控芯片STM32連接。
（3）采集到的數(shù)據(jù)通過算法進行指標分析，將采集到的數(shù)據(jù)與正常指標比對，判斷被檢測人員的健康狀態(tài)。
（4）設備通過藍牙或WiFi將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給手機APP進行處理。
三、代碼設計
3.1 MAX30102血氧模塊代碼
I2C協(xié)議代碼：
#define MAX30102_I2C_ADDR 0xAE
?
void MAX30102_I2C_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
?
/* Enable GPIOB clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/* Enable I2C1 and I2C2 clock */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1 | RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);
?
// Configure I2C SCL and SDA pins
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; // Open-drain output
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
?
// Configure I2C parameters
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 100000; // 100KHz
I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
?
// Enable I2C
I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}
?
void MAX30102_I2C_WriteReg(uint8_t reg, uint8_t value)
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
?
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
?
I2C_Send7bitAddress(I2C1, MAX30102_I2C_ADDR, I2C_Direction_Transmitter);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
?
I2C_SendData(I2C1, reg);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
?
I2C_SendData(I2C1, value);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
?
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
}
?
uint8_t MAX30102_I2C_ReadReg(uint8_t reg)
{
uint8_t value;
?
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
?
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
?
I2C_Send7bitAddress(I2C1, MAX30102_I2C_ADDR, I2C_Direction_Transmitter);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
?
I2C_SendData(I2C1, reg);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
?
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
?
I2C_Send7bitAddress(I2C1, MAX30102_I2C_ADDR, I2C_Direction_Receiver);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));
?
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
value = I2C_ReceiveData(I2C1);
?
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
?
return value;
}
?
void MAX30102_I2C_ReadArray(uint8_t reg, uint8_t* data, uint8_t len)
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));
?
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
?
I2C_Send7bitAddress(I2C1, MAX30102_I2C_ADDR, I2C_Direction_Transmitter);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
?
I2C_SendData(I2C1, reg);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
?
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
?
I2C_Send7bitAddress(I2C1, MAX30102_I2C_ADDR, I2C_Direction_Receiver);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));
?
while(len > 1)
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
*data++ = I2C_ReceiveData(I2C1);
len--;
}
?
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
*data++ = I2C_ReceiveData(I2C1);
?
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
}