基于STC89C52單片機(jī)+PulseSensor完成心率檢測(cè)顯示
一、設(shè)計(jì)介紹
當(dāng)前基于STC89C52單片機(jī)和PCF8591、PulseSensor心率傳感器、SSD1306 OLED顯示屏等元件實(shí)現(xiàn)了一個(gè)心率檢測(cè)儀。檢測(cè)儀可以通過(guò)采集心率傳感器輸出的模擬信號(hào)，并經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后計(jì)算出實(shí)時(shí)的心率值，然后將心率值通過(guò)IIC協(xié)議傳輸?shù)絆LED顯示屏上進(jìn)行展示。用戶只需要將心率傳感器固定在身體上，啟動(dòng)心率檢測(cè)儀，就能夠方便地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自己的心率。
本項(xiàng)目的應(yīng)用范圍廣泛，可以用于健康管理、健身鍛煉、醫(yī)療等領(lǐng)域。在家庭中，人們可以使用該心率檢測(cè)儀，及時(shí)監(jiān)測(cè)自己的心率，對(duì)身體健康進(jìn)行有效管理和控制；在健身房或健身教練中心，教練可以利用該心率檢測(cè)儀來(lái)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的心率變化，以便針對(duì)性地調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，提高訓(xùn)練效果；在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，醫(yī)護(hù)人員可以使用該心率檢測(cè)儀，監(jiān)測(cè)患者的心率情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，為患者的治療提供有力的依據(jù)和參考。
二、硬件選型
本項(xiàng)目需要用到的硬件：
- STC89C52單片機(jī)：作為主控芯片，負(fù)責(zé)讀取PulseSensor心率傳感器的模擬信號(hào)、進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、計(jì)算心率值，并將心率值通過(guò)IIC協(xié)議傳輸?shù)絆LED顯示屏上進(jìn)行展示。
- PCF8591模塊：用于實(shí)現(xiàn)STC89C52單片機(jī)通過(guò)IIC總線對(duì)PulseSensor心率傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和AD轉(zhuǎn)換。
- PulseSensor心率傳感器：用于采集人體的微弱心跳信號(hào)，并將信號(hào)輸出到PCF8591模塊。
- SSD1306 OLED顯示屏：用于顯示心率檢測(cè)結(jié)果，包括心率值及單位。
- 杜邦線、面包板：用于連接各個(gè)硬件模塊和搭建電路原型。
三、實(shí)現(xiàn)代碼
下面是項(xiàng)目核心代碼，通過(guò)PCF8591接PulseSensor心率傳感器采集心率，并通過(guò)IIC協(xié)議的0.96寸OLED顯示屏顯示出來(lái)：
#include < reg52.h >
#include < intrins.h >
?
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
?
sbit SCL = P1^0;
sbit SDA = P1^1;
sbit LED = P2^0;
?
#define ADDR_PCF8591 0x90 // PCF8591的IIC地址：1001 0000
#define CMD_PCF8591_WR 0x40 // PCF8591寫(xiě)數(shù)據(jù)命令字：0100 CCCC，CCCC為通道選擇
#define CMD_PCF8591_RD 0x41 // PCF8591讀數(shù)據(jù)命令字：0100 CCCC，CCCC為通道選擇
?
#define ADDR_OLED 0x78 // SSD1306 OLED顯示屏的IIC地址：0111 1000
?
uchar heartRate[3]; // 存儲(chǔ)心率值的字符串
?
/**
* 延時(shí)函數(shù)，控制IIC通信速度
*/
void Delay()
{
uint i, j;
for(i=0; i< 50; i++)
for(j=0; j< 500; j++);
}
?
/**
* IIC啟動(dòng)信號(hào)
*/
void IIC_Start()
{
SCL = 1;
SDA = 1;
Delay();
SDA = 0;
Delay();
SCL = 0;
}
?
/**
* IIC停止信號(hào)
*/
void IIC_Stop()
{
SCL = 0;
SDA = 0;
Delay();
SCL = 1;
SDA = 1;
Delay();
}
?
/**
* IIC發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
* @param byte 發(fā)送的字節(jié)
* @return 接收到的應(yīng)答位
*/
uchar IIC_SendByte(uchar byte)
{
uchar i, ack;
?
for(i=0; i< 8; i++)
{
SDA = (bit)(byte & 0x80);
byte < <= 1;
Delay();
SCL = 1;
Delay();
SCL = 0;
}
?
SDA = 1;
Delay();
SCL = 1;
Delay();
ack = SDA;
SCL = 0;
?
return ack;
}
?
/**
* 初始化PCF8591模塊
*/
void Init_PCF8591()
{
IIC_Start();
IIC_SendByte(ADDR_PCF8591);
IIC_SendByte(CMD_PCF8591_WR | 0);
IIC_Stop();
}
?
/**
* 讀取PCF8591的AD值
* @param ch 選擇的通道編號(hào)
* @return AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值
*/
uchar Read_PCF8591(uchar ch)
{
uchar value;
?
IIC_Start();
IIC_SendByte(ADDR_PCF8591);
IIC_SendByte(CMD_PCF8591_WR | ch);
IIC_Stop();
?
IIC_Start();
IIC_SendByte(ADDR_PCF8591 | 0x01);
value = IIC_SendByte(0xFF);
IIC_Stop();
?
return value;
}
?
/**
* 初始化SSD1306 OLED顯示屏
*/
void Init_OLED()
{
IIC_Start();
IIC_SendByte(ADDR_OLED);
IIC_SendByte(0xAE); // 關(guān)閉顯示
IIC_SendByte(0x00); // 列地址低4位
IIC_SendByte(0x10); // 列地址高4位
IIC_SendByte(0x40); // 起始行地址
IIC_SendByte(0xB0); // 設(shè)置頁(yè)地址
IIC_SendByte(0x81); // 對(duì)比度設(shè)置命令
IIC_SendByte(0xCF); // 對(duì)比度值
IIC_SendByte(0xA1); // 段復(fù)用設(shè)置
IIC_SendByte(0xA6); // 常規(guī)顯示模式
IIC_SendByte(0xA8); // 多路復(fù)用設(shè)置
IIC_SendByte(0x3F); // 頁(yè)面數(shù)-1
IIC_SendByte(0xC8); // 掃描方式設(shè)置
IIC_SendByte(0xD3); // 設(shè)置顯示偏移
IIC_SendByte(0x00);
IIC_SendByte(0xD5); // 頻率設(shè)置命令
IIC_SendByte(0x80); // 分頻系數(shù)
IIC_SendByte(0xD9); // 設(shè)置預(yù)充電周期
IIC_SendByte(0xF1);
IIC_SendByte(0xDA);