基于ST的便携式低成本心率检测仪方案

该设计采用一款光电反射式心率传感器，所输出的信号为模拟量，经L432KC进行A/D转换，成为可供分析的数字信号，通过分析计算可获得心率值和相邻心拍时间，并由双色OLED屏显示出来。此外，在外挂RS232串行通讯模块的条件下，可将脉搏信号上传到电脑，并由专用软件绘制出脉搏波形和心率曲线，以便进行精确地分析和判读。

工作原理：

1. 硬件组成与介绍

心率检测仪在整体上由两部分构成，即上位机与下位机。下位机主要负责心率信号的采集，在独立使用时，可直观地显示出心率值和相邻心拍时间。为了实现设计目标，该心率检测仪主要有心率传感器、微处理器L432KC、双色OLED显示模块、外挂式RS232通讯模块及电池等组成，其硬件组成如图1所示。

设计中所采用的心率传感器是一种光电反射式传感器，在检测时可佩戴于手指、耳垂等处，故非常便于使用。心率传感器的外观如图2所示。

为便于设计的小型化，在心率参数的显示上是采用0.96 寸的双色 OLED 显示屏，在屏上部1/3为黄色，另2/3则为蓝色，其显示精度为128*64 点阵。由图可以看出它只有4个引脚，是采用IIC接口工作。在构建小字库的情况下，可现实中文显示。

2. 项目中STM32的功能

在该项目中，L432KC开发板起着核心的作用，是通过它将采集到模拟信号转换为供分析处理的数字信号；又是通过它将获得的心率参数显示到OLED屏上供人识读；此外，还是经过它的处理将采集的数据上传到上位机以绘制心率波形图。

由于L432KC是一款低功耗、高性能的MCU，故为心率检测仪的便携式设计也提供了有效的支持。

尽管心率检测仪很小，但它在资源的使用上却不逊色于其它设计，在运行过程中，它用到的资源有GPIO、ADC、TIME、IIC、UART等，几乎样样用个到。

3. 软件流程介绍

在硬件设计的基础上，软件的设计也是不可或缺的，其软件处理流程如图5所示。
 

实物与演示：

1.实物图片与说明

在下位机制作完成后，其整体效果如图6所示。此时，以串口助手为辅助分析手段，则其检测效果如图7所示。由此我们不难发现下位机向上位机传送数据的格式，即S标识的为脉搏值，B标识的为心率值，Q标识的为相邻心拍时间。

经实际测试，其检测效果如图8所示。图中左侧显示的为脉搏波形，右侧的则是心率曲线。图中的72BPM为心率值，IBI 828ms则说明相邻心拍时间为828毫秒。

心率检测仪的具体使用方法是：

1）将心率检测仪与电脑通过外观的RS232串行通讯模块连接起来；

2）为心率检测仪上电，此时可看到心率传感器的绿色检测等被点亮；

3）在电脑上打开波形绘制的专用软件Processing，并加以运行；

4）将手指轻按在心率传感器的检测灯上，则可在OLED屏上看到心率值和相邻心拍时间，效果如图9所示。在电脑侧则可看到脉搏波形和心率曲线，当波形显示不完整时，可拖动红色的圆点来调节脉搏窗口的比率。
   
综上所述基于L432KC的心率检测仪，具有体积小、能耗低、便于携带、成本低等特点，作为产品投放市场的话会有潜在的竞争力。