两周时间又过去了，今天在这里记录一下这两周所做的事情。上上篇我们已经把硬件全部弄就绪，这两周主要是软件部分。软件部分主要是1、实现LCD的驱动2、实现心跳数据测量
3、实现体温的测量
4、时钟表的实现
我的健康手环显示部分使用Nokia5110，这比较老了，现在已经没有生产了，市面上能看到的基本上都是拆机的。不过使用起来挺简单了。它的主要特点是 1、单芯片 LCD 控制/驱动 2、48 行，84 列输出 3、显示数据 RAM 48*84 位，至于它的使用我这里也不多啰嗦了，有兴趣的朋友可以直接到网上搜索。我这里给出在stm32f103的驱动部分。
显示部份有了，接下来就是最重要的体温和心跳部分的数据显示了。
体温用的是DS18b20，这个网上的资料也是分析的很透彻。我就不再把其它地方的资料再搬上来了。只接用代码说话吧。
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/**
******************************************************************************
* @file ds18b20.c
* @author sun xiao wu
* @version V1.0.0
* @date 2022/11/09
* @brief DS18B20温度传感器驱动文件
******************************************************************************
*/
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
/**
* @brief 复位DS18B20.
* @note 单总线复位，总线主机拉低总线至少480us. 然后释放总线
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval none
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT(); //SET PA11 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
HAL_Delay_us(550); //拉低550us
DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1
HAL_Delay_us(15); //15US
}
/**
* @brief 等待DS18B20的回应.
* @note 在单总线复位后，检测总线上是否有60-240s 的低电平信号.
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval 返回1:未检测到DS18B20的存在
* 返回0:存在
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
uint8_t DS18B20_Check(void)
{
//重试次数
u8 retry=0;
DS18B20_IO_IN();//SET PA11 INPUT
while (DS18B20_DQ_IN && retry<200)
{
retry++;
HAL_Delay_us(1);
};
if(retry>=200)
return 1;
else
retry=0;
while (!DS18B20_DQ_IN && retry<240)
{
retry++;
HAL_Delay_us(1);
};
if(retry>=240)
return 1;
return 0;
}
/**
* @brief 从DS18B20读取一个bit位.
*
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval 返回1,0
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
uint8_t DS18B20_Read_Bit(void) // read one bit
{
u8 data;
DS18B20_IO_OUT();//SET PA11 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0; //r拉低总线
HAL_Delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1; //释放总线
HAL_Delay_us(12);
DS18B20_IO_IN();//SET PA11 INPUT
if(DS18B20_DQ_IN)
data=1;
else
data=0;
HAL_Delay_us(50); //时隙持续时间的要求(至少60μs)
return data;
}
/**
* @brief 从DS18B20读取一个字节.
*
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval 返回了个字节数据
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void) // read one byte
{
u8 i,j,dat;
dat=0;
for (i=1;i<=8;i++)
{
j=DS18B20_Read_Bit();
dat=(j<<7)
(dat>>1);
}
return dat;
}
/**
* @brief 写一个字节到DS18B20.
*
* @param[in] dat 要写入的字节
* @param[out] none.
* @retval none
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_IO_OUT();//SET PA11 OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
HAL_Delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
HAL_Delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
HAL_Delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT=1;
HAL_Delay_us(2);
}
}
}
/**
* @brief 启动DS18B20进行温度转换.
*
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval none
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
}
/**
* @brief 初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在.
*
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval 0:不存在
* 1:存在
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
uint8_t DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_1;
//RCC->APB2ENR
=1<<8; //使能PORTG口时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
// GPIOA->CRH&=0XFFFF0FFF;//PORTA.11 推挽输出
// GPIOA->CRH
=0X00003000;
// GPIOA->ODR
=1<<11; //输出1
gpio_1.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
gpio_1.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
gpio_1.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&gpio_1);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_11);
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
}
/**
* @brief 从ds18b20得到温度值.
* @note 精度：0.1C
* @param[in] none
* @param[out] none.
* @retval 温度值 （-550~1250）
* @par 标识符
* 保留
* @par 其它
* 无
* @par 修改日志
* sun xiao wu于2022-11-01创建
*/
float DS18B20_Get_Temp(void)
{
uint8_t temp;
uint8_t TL,TH;
short tem;
float result;
DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert
HAL_Delay_ms(750);
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
temp=0;//温度为负
}else temp=1;//温度为正
tem=TH; //获得高八位
tem<<=8;
tem+=TL;//获得底八位
result=(float)tem*0.0625;//转换
if(temp)
return result; //返回温度值
else
return -result;
}
/**************************************************************************************
* 名 称: adjust_res
* 功 能: 调整分辨率
* 参 数: 分辨率值
* 返 回 值: 无
**************************************************************************************/
void adjust_res(unsigned char res) ///res 分别等于 0x1f, 0x3f, 0x5f，0x7f温度读数分辨率分别对应 0.5, 0.25, 0.125,0.0625
{
DS18B20_Rst(); //复位
DS18B20_Write_Byte(0xcc); //跳过Rom
DS18B20_Write_Byte(0x4e); //写暂存器
DS18B20_Write_Byte(0x02); //写TH
DS18B20_Write_Byte(0x01); //写TL
DS18B20_Write_Byte(res); //写结构寄存器
DS18B20_Rst(); //复位
DS18B20_Write_Byte(0xcc); //跳过Rom
DS18B20_Write_Byte(0x48); //把暂存器内容写到EPRam中
}
接下来的部分就是心率的测量了，这部分看了SON1303的资料，觉得可以用外部中断上升沿下降沿和定时器可以解决问题，可是以测试的时候发现外部中断很不稳定，心跳有抖动。没办法用外部中断，所以想了个笨的办法，直接测高低电平的时间，这样即便是在高电平上有点小的抖动，也能很好的去抖动。代码了做了详细的注释，大这看就能看明白。
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/**
******************************************************************************
* @file son1303.c
* @author sun xiao wu
* @version V1.0.0
* @date 2022/11/16
* @brief 心率传感器son1303驱动文件
******************************************************************************
*/
#include "son1303.h"
HEARTRATE Hreat; //心率
uint32_t risingTimes = 0; //高电平持续时间 ms
uint32_t fallingTimes = 0; //低电平持续时间 ms
/**
@brief: SON1303的GPIO初始化，PB3开启心跳仪，PB4心跳输入
@param: None
@return: None
*/
void SON1303_GPIO_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_t;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
gpio_t.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
gpio_t.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
gpio_t.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&gpio_t);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3);
gpio_t.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
gpio_t.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
gpio_t.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&gpio_t);
}
/**
@brief: SON1303传感器初始化,PB4心跳输入
@param: None
@return: None
*/
void SON1303_init(void)
{
NVIC_InitTypeDef nvic_1;
TIM_TimeBaseInitTypeDef tim_t;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
/*心跳计时 TIM3 1000Hz 1ms*/
TIM_TimeBaseStructInit(&tim_t);
tim_t.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
tim_t.TIM_Period = 2000-1;
tim_t.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
tim_t.TIM_Prescaler = 35;
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&tim_t);
nvic_1.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
nvic_1.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
nvic_1.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
nvic_1.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&nvic_1);
}
/**
@brief: 启动 SON1303传感器
@param: None
@return: None
*/
void SON1303_start(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3);
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}
/**
@brief: 停止 SON1303传感器
@param: None
@return: None
*/
void SON1303_stop(void)
{
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3);
TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
}
/**
@brief: 计算心率
@param: None
@return: 心率
*/
uint32_t CalcHeartRate(void)
{
uint32_t result = 0;
uint32_t avg = 0;
if(Hreat.TestStable)
{
avg = TESTCOUNT;
int maxHeart = 0;
int minHeart = 0;
for(int i=0; i<avg; i++)
{
maxHeart = maxHeart > Hreat.HeartRate[i] ? maxHeart : Hreat.HeartRate;[/i]
minHeart = minHeart < Hreat.HeartRate ? minHeart : Hreat.HeartRate;
result += Hreat.HeartRate;
}
result = result - maxHeart - minHeart;
avg = TESTCOUNT - 2;
}
else
{
avg = Hreat.TestTimes;
for(int i=0; i<avg; i++)
result += Hreat.HeartRate;
}
result = result / avg;
return result;
}
/**
@brief: 配置PA2为ADC，检测是否配带,PA2
@param: None
@return: None
*/
void SON1303_ADC_init()
{
GPIO_InitTypeDef gpio_t;
ADC_InitTypeDef adc_t;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA
RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
gpio_t.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
gpio_t.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA,&gpio_t);
ADC_DeInit(ADC1);
adc_t.ADC_Mode = ADC_Mode_Indepent;
adc_t.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
adc_t.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
adc_t.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
adc_t.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
adc_t.ADC_NbrOfChannel = 1;
ADC_Init(ADC1,&adc_t);
ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_2,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
/**
@brief: 检测是否配带
@param: None
@return: 配带返回true
*/
bool IsWeared(void)
{
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));
uint32_t adValue = ADC_GetConversionValue(ADC1);
return (adValue<0xD20);
}
void TIM3_IRQHandler(void)
{
/*PB4 心跳输入*/
static uint8_t last_status = 0;
if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update) == SET)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_4) == Bit_SET)
{
/*上次状态是0，证明心跳了一次*/
if(last_status == 0)
{
uint32_t sumTimes = risingTimes + fallingTimes;//心跳一次的总时间
uint32_t tmp = 60000 / sumTimes; //一分钟是60000ms
/**/
if(tmp > 50 && tmp < 200)
{
if(Hreat.TestTimes >=TESTCOUNT)
{
Hreat.TestTimes = 0;
}
Hreat.HeartRate[Hreat.TestTimes] = tmp;
Hreat.TestTimes++;
}
risingTimes = 0;
}
last_status = 1;
risingTimes++;//增加高电平的时间
}
else
{
if(last_status == 1)
fallingTimes = 0;
last_status = 0;
fallingTimes++;//增加低电平的时间
}
TIM_ClearITPingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
}
}
接下来就是主程序文件。这个逻辑就简单很多。
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/**
******************************************************************************
* @file mainc.c
* @author sun xiao wu
* @version V1.0.0
* @date 2022/11/06
* @brief 穿戴数据终端主程序文件
******************************************************************************
*/
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "LCD5110.h"
#include "ds18b20.h"
#include "son1303.h"
#include "delay.h"
#include "rtc.h"
#include "key.h"
#include <stdio.h>
#include <time.h>
void Clock_Init(void);
char printBuffer[16];
extern LCD_Output_Number lcd_output_number;
extern bool Key_Mode_Press;
extern bool Key_Back_Press;
extern bool Key_Up_Press;
extern bool Key_Down_Press;
extern enum KeySelect KeyValue;
extern uint32_t LedDelay;
extern bool bShowHeart; //显示心跳和体温标记
int ShowStatus=0;
void GPIO_Configuration(void);
void Show_time(void);
void Show_Temperature(void);
void Show_HeartRate(void);
void Show_Logo(void);
void Show_Power(void);
int main()
{
//时钟初始化
Clock_Init();
GPIO_Configuration();
RTC_init();
//延时初始化
HAL_Delay_Init();
//DS18B20初始化
DS18B20_Init();
//心率传感器初始化
SON1303_init();
SON1303_ADC_init();
//Nokia5110初始化
LCD_init();
LCD_clear();
KEY_GPIO_init();
KEY_NVIC_init();
SON1303_start();
for(;;)
{
//交替显示心跳和体温
if(bShowHeart)
{
if(ShowStatus == 1)
{
/*如果是从显示体温界面转过来，则进行清屏，防止脱影*/
LCD_clear();
}
Show_HeartRate();
ShowStatus = 0;
}
else
{
if(ShowStatus == 0)
{
/*如果是从显示心跳界面转过来，则进行清屏，防止脱影*/
LCD_clear();
}
Show_Temperature();
ShowStatus = 1;
}
//显示EEWORLD DIY
Show_Logo();
//显示电量
Show_Power();
//显示时间
Show_time();
HAL_Delay_ms(200);
}
}
/**
@brief: stm32芯片时钟初始化
@param: None
@return: None
*/
void Clock_Init(void)
{
// RCC_DeInit();
// /* Enable HSE */
// RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
// /* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */
// while(!RCC_WaitForHSEStartUp());
// /* Configure HCLK such as HCLK = SYSCLK */
// RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
// /* Configure PCLK1 such as PCLK1 = HCLK/2 */
// RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
// /* Configure PCLK2 such as PCLK2 = HCLK */
// RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
//
// FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
// FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
//
// /* Set PLL clock output to 72MHz using HSE (8MHz) as entry clock */
// RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);
// /* Enable the PLL */
// RCC_PLLCmd(ENABLE);
// while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
//
// /* Select the PLL as system clock source */
// RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
// while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
}
/**
@brief: GPIO初始化
@param: None
@return: None
*/
void GPIO_Configuration(void)
{
LCD_GPIO_init();
SON1303_GPIO_init();
}
/**
@brief: 显示时间
@param: None
@return: None
*/
void Show_time(void)
{
uint32_t t = RTC_GetCounter();
struct tm *ptm = localtime(&t);
if(LedDelay>0)
BkLED_On;
else
BkLED_Off;
if(Key_Mode_Press)
{
switch(KeyValue)
{
case Hour:
lcd_output_number = LCD_write_inverse_shu;
lcd_output_number(2,4,ptm->tm_hour/10);
lcd_output_number(3,4,ptm->tm_hour%10);
lcd_output_number = LCD_write_shu;
lcd_output_number(4,4,47);
lcd_output_number(5,4,ptm->tm_min/10);
lcd_output_number(6,4,ptm->tm_min%10);
lcd_output_number(7,4,47);
lcd_output_number(8,4,ptm->tm_sec/10);
lcd_output_number(9,4,ptm->tm_sec%10);
break;
case Minute:
lcd_output_number(2,4,ptm->tm_hour/10);
lcd_output_number(3,4,ptm->tm_hour%10);
lcd_output_number(4,4,47);
lcd_output_number = LCD_write_inverse_shu;
lcd_output_number(5,4,ptm->tm_min/10);
lcd_output_number(6,4,ptm->tm_min%10);
lcd_output_number = LCD_write_shu;
lcd_output_number(7,4,47);
lcd_output_number(8,4,ptm->tm_sec/10);
lcd_output_number(9,4,ptm->tm_sec%10);
break;
case Second:
lcd_output_number(2,4,ptm->tm_hour/10);
lcd_output_number(3,4,ptm->tm_hour%10);
lcd_output_number(4,4,47);
lcd_output_number(5,4,ptm->tm_min/10);
lcd_output_number(6,4,ptm->tm_min%10);
lcd_output_number(7,4,47);
lcd_output_number = LCD_write_inverse_shu;
lcd_output_number(8,4,ptm->tm_sec/10);
lcd_output_number(9,4,ptm->tm_sec%10);
lcd_output_number = LCD_write_shu;
break;
}
}
else
{
LCD_write_shu(2,4,ptm->tm_hour/10);
LCD_write_shu(3,4,ptm->tm_hour%10);
LCD_write_shu(4,4,47);
LCD_write_shu(5,4,ptm->tm_min/10);
LCD_write_shu(6,4,ptm->tm_min%10);
LCD_write_shu(7,4,47);
LCD_write_shu(8,4,ptm->tm_sec/10);
LCD_write_shu(9,4,ptm->tm_sec%10);
}
//LCD_write_hanzi(0,4,0);
}
/**
@brief: 显示温度
@param: None
@return: None
*/
void Show_Temperature(void)
{
int temperature = (int)DS18B20_Get_Temp();
LCD_write_hanzi(4,2,8);
int x = temperature / 10;
LCD_write_digital(2,2,x);
x = temperature % 10;
LCD_write_digital(3,2,x);
}
/**
@brief: 显示心率
@param: None
@return: None
*/
void Show_HeartRate(void)
{
uint32_t hr = CalcHeartRate();
LCD_write_hanzi(0,2,11);
int x = hr / 100;
LCD_write_digital(2,2,x);
x = (hr % 100) / 10;
LCD_write_digital(3,2,x);
x = hr % 10;
LCD_write_digital(4,2,x);
}
/**
@brief: 显示LOGO
@param: None
@return: None
*/
void Show_Logo(void)
{
LCD_write_String(0,0,"EEWORLD DIY");
}
/**
@brief: 显示电量
@param: None
@return: None
*/
void Show_Power(void)
{
//LCD_write_shu(0,1,48);
}
按键部分，延时部分，RTC时间的代码我就不贴了，贴出来太多了。如果有人需要跟贴，我就把它们也贴出来。
还有一部分工作没有完成，就是电量显示，和低功耗部分。这部分在后面会慢慢实现。
先看下目前完成的情况。
操作视频：
这两天不知道怎么的，手上起了很多水泡，网上查了下是汗泡疹。大家有没有什么好的治疗办法分享一下，手上很多泡实在是很痒。
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