基于STM32单片机生理监控心率脉搏TFT彩屏波形曲线设计
- 1、项目简介
- 1.1 系统构成
- 1.2 系统功能
- 2、部分电路设计
- 2.1 STM32F103C8T6核心系统电路设计
- 2.2心率检测电路设计
- 2.3 TFT2.4寸彩屏电路设计
- 3、部分代码展示
- 3.1 ADC初始化
- 3.2 获取ADC采样值
- 3.3 LCD引脚初始化
- 3.3 在LCD指定位置显示字符串
1、项目简介
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1.1 系统构成
本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+心率传感器电路+报警电路+按键+TFT彩屏组成。
1.2 系统功能
- 1、TFT液晶实时显示心率值。
- 2、TFT液晶实时显示采集到的的模拟信号的曲线图，直接显示心率变化曲线。
- 3、通过按键可以设置心率报警阈值，按键有设置按键、设置+、设置-，在设置情况下可以对设置值进行加减。
- 4、当前心率值超过设置阈值，蜂鸣器报警，同时显示心率值为红色；否则蜂鸣器不报警，心率值显示蓝色。
2、部分电路设计
2.1 STM32F103C8T6核心系统电路设计
STM32F103C8T6单片机最小系统电路由复位电路、时钟电路和电源电路。拥有这三部分电路后，单片机即可正常工作。
单片机最小系统原理图如下图所示：
实物图：
2.2心率检测电路设计
心率检测电路由pulsesensor心率传感器与LM393比较器构成，将DO与AO引脚连接到STM32单片机引脚上，进行数据采集。
其具体电路原理图如下图所示：
实物图如下图所示：
2.3 TFT2.4寸彩屏电路设计
TFT（Thin Film Transistor）即薄膜场效应晶体管，属于有源矩阵液晶显示器中的一种。TFT-LCD液晶显示屏是薄膜晶体管型液晶显示屏，也就是“真彩”(TFT)。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶，所以TFT液晶的色彩更真。TFT液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳，但也存在着比较耗电和成本较高的不足。TFT液晶技术加快了手机彩屏的发展。彩屏手机中基本上都支持65536色，还有26万.130万显示，有的甚至支持1600万色显示，这时TFT的高对比度，色彩丰富的优势就非常重要了。
其具体电路原理图如下图所示：
实物图如下：
3、部分代码展示
3.1 ADC初始化
由于需要对模拟信号进行处理，所以使用到STM32中的ADC
void Adc_Init(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1 , ENABLE ); //使能ADC1通道时钟
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
//PA1 作为模拟通道输入引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入引脚
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1); //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
ADC_StartCalibration(ADC1); //开启AD校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束
}
3.2 获取ADC采样值
u16 GetAdc(u8 ch)
{
//设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_41Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}
3.3 LCD引脚初始化
void LCDInit(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB,PD端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_13; //LED0-->PB.8 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA.8
}
3.3 在LCD指定位置显示字符串
void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 mode)
{
u8 temp;
u8 pos,t;
u16 x0=x;
u16 colortemp=POINT_COLOR;
if(x>LCD_W-16||y>LCD_H-16)return;
//设置窗口
num=num-' ';//得到偏移后的值
Address_set(x,y,x+8-1,y+16-1); //设置光标位置
if(!mode) //非叠加方式
{
for(pos=0;pos<16;pos++)
{
temp=asc2_1608[(u16)num*16+pos]; //调用1608字体
for(t=0;t<8;t++)
{
if(temp&0x01)POINT_COLOR=colortemp;
else POINT_COLOR=BACK_COLOR;
LCD_WR_DATA(POINT_COLOR);
temp>>=1;
x++;
}
x=x0;
y++;
}
}else//叠加方式
{
for(pos=0;pos<16;pos++)
{
temp=asc2_1608[(u16)num*16+pos]; //调用1608字体
for(t=0;t<8;t++)
{
if(temp&0x01)LCD_DrawPoint(x+t,y+pos);//画一个点
temp>>=1;
}
}
}
POINT_COLOR=colortemp;
}
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