基于STM32的脉搏心率检测仪（OLED可以实时显示脉冲波形）

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STMCU小助手发布时间：2022-12-23 16:00

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文章简介:	基于STM32的脉搏心率检测仪（OLED可以实时显示脉冲波形）

设计所实现的功能：
利用STM32的AD采集功能实时采集心率传感器信号输出引脚输出的模拟电压，通过将采集到的模拟信号在STM32内部进行运算处理，将数据波形实时显示到OLED显示屏上。并且按下测量键可以进行心率测量，在OLED显示屏上面显示一分钟脉搏数。
1.使用STM32对心率传感器输出模拟电信号来进行模数转换；
2.采集回的数据以波形的形式显示在OLED显示屏上；
3.当按下测量按键时会进行一分钟脉搏次数计算，然后显示在OLED显示屏上；
4.在心率检测仪工作时，心型流水灯会发生相应的流动变化。

设计内容
本文所设计的基于STM32的心率检测仪是利用STM32的AD采集功能实时采集心率传感器信号输出引脚输出的模拟电压，通过将采集到的模拟信号在STM32内部进行运算处理，将数据波形实时显示到OLED显示屏上。并且按下测量键可以进行心率测量，在OLED显示屏上面显示一分钟脉搏数。其中主要实现了使用STM32对心率传感器输出模拟电信号来进行模数转换，并且实时将采集回的数据以波形的形式显示在OLED显示屏上，当按下测量按键时会进行一分钟脉搏次数计算，然后显示在OLED显示屏上，及时了解到自己的心跳次数。

8 v1 ~8 m3 ?( `% U0 T系统总体设计
系统的硬件组成中以STM32为主控制芯片，利用STM32内部自带的AD采集模块进行实时采集心率传感器输出引脚输出的模拟信号，并且将采集到的数据以波形的形式实时显示到OLED显示屏上，其中心型流水灯可以显示测量状态。系统的基本硬件结构图如图2.1所示。

Pulse Sensor 是一款用于心率测量、脉搏波形测量和HRV分析的光电反射式模拟传感器。将其佩戴于手指、耳垂等处，通过导线连接可将采集到的模拟信号传输给Arduino、STM32和STC12C5A等具有模拟采集功能的单片机并转换为数字信号，再通过单片机的简单计算后就可以得到心率数值，此外还可将脉搏波形和心率数值通过串口上传到电脑进行显示。Pulse Sensor心率传感器如图2.2所示。

OLED显示屏是利用有机电致发光二极管制成的显示屏。由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。实验中所采用的OLED 显示屏如图2.3所示。

系统总体硬件搭建
将STM32、Pulse Sensor心率传感器、OLED 屏幕模块以及按键等部分的硬件设计好之后，根据设计中的需求，先是AD采集模块采集到的信号到STM32控制器中，然后通过STM32将数据实时输出到OLED显示屏上，按键可以实时进行控制是否进行心率值显示，并且可以用流水灯进行测量状态显示。按照这几个步骤便可以设计电路图，将系统搭建起来。

主程序设计
将Pulse Sensor心率传感器采集函数、OLED 屏幕显示函数以及按键函数等软件程序在Keil5上设计好之后，根据总体设计要求，先是将所有需要初始化的模块进行初始化处理，然后AD采集函数进行实时运行，将采集到的数据传递到OLED显示波形的函数中，OLED显示函数将实时得到的数据存到一个数组里面，不断地去刷新，然后硬件上面便能够实现在OLED显示屏上显示波形曲线，然后通过也不断检测按键中断是否被触发，如果按键函数传递出的按键值是被按下的状态，则立马启动心率计算的函数，将一分钟的脉搏计算出来并且显示到液晶屏幕上面去。

OLED波形显示测试
OLED显示屏显示波形这部分是AD转化不断将心率传感器输出的模拟量转化成数字量，因为AD的采集速度很快，就可以近似将采集的数字量给连续化，形成在时间点上很密集的数据，在这种情况下就可以在OLED显示屏上近似地显示成一条连续的脉搏线，能够形成示波器显示一条连续的脉搏线在不断的变化的效果。测试时通过手指接触心率传感器来让心率传感器采集数据，其中OLED显示屏显示脉搏波形的测试如图4.2所示。