这些小活动你都参加了吗?快来围观一下吧!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » DIY与开源设计 » 电子DIY » Let'sdo2025第二期活动[智能手环DIY活动](过程贴)-驱动max30

共1条 1/1 1 跳转至

Let'sdo2025第二期活动[智能手环DIY活动](过程贴)-驱动max30102

工程师
2025-09-10 19:48:39     打赏

简介
上一个章节中我们已经点亮了SSD1306的屏幕并且进行了输出测试。 那么在本章节我们将驱动max30102. 并且将数据显示在SSD1306的屏幕上。 这个传感器的驱动倒是也好写。但是麻烦的是计算数据。计算数据的话自己写算法是一件十分复杂的事情。我的这个计算方式是从GITHUB中找到的算法计算代码。原本是C++的版本,我把它简单的修改了一下就变成C语言的版本了。


20409fa06fd21d29a2d5d1fbd209c419.jpg


对于MAX30102的读取比较简单。首先定义各种需要用到的寄存器

// ---------- MAX30102 寄存器 ----------
#define MAX30102_ADDR 0x57 // 7-bit I2C 地址
#define REG_INT_STATUS_1 0x00
#define REG_INT_ENABLE_1 0x02
#define REG_FIFO_WR_PTR 0x04
#define REG_OVF_COUNTER 0x05
#define REG_FIFO_RD_PTR 0x06
#define REG_FIFO_DATA 0x07
#define REG_MODE_CONFIG 0x09
#define REG_SPO2_CONFIG 0x0A
#define REG_LED1_PA 0x0C // RED LED
#define REG_LED2_PA 0x0D // IR LED
#define REG_TEMP_INTEGER 0x1F
#define REG_TEMP_FRACTION 0x20
#define REG_PART_ID 0xFF

#define MA4_SIZE 4
#define HAMMING_SIZE 5

uint32_t red_buffer[BUFFER_SIZE];
uint32_t ir_buffer[BUFFER_SIZE];
int buffer_index = 0;


以及封装一下原本的I2C函数

// ---------------- I2C 基础读写函数 ----------------
int max30102_write_reg(uint8_t reg, uint8_t value)
{
    uint8_t data[2] = {reg, value};
    mxc_i2c_req_t req;

    req.i2c = I2C_INST;
    req.addr = MAX30102_ADDR;
    req.tx_buf = data;
    req.tx_len = 2;
    req.rx_buf = NULL;
    req.rx_len = 0;
    req.restart = 0;
    req.callback = NULL;

    return MXC_I2C_MasterTransaction(&req);
}

int max30102_read_reg(uint8_t reg, uint8_t *value)
{
    mxc_i2c_req_t req;
    int err;

    req.i2c = I2C_INST;
    req.addr = MAX30102_ADDR;
    req.tx_buf = ®
    req.tx_len = 1;
    req.rx_buf = NULL;
    req.rx_len = 0;
    req.restart = 1; // Repeated START
    req.callback = NULL;

    err = MXC_I2C_MasterTransaction(&req);
    if (err != E_NO_ERROR)
        return err;

    req.tx_buf = NULL;
    req.tx_len = 0;
    req.rx_buf = value;
    req.rx_len = 1;
    req.restart = 0;
    req.callback = NULL;

    return MXC_I2C_MasterTransaction(&req);
}

int max30102_read_multi(uint8_t reg, uint8_t *buf, int len)
{
    mxc_i2c_req_t req;
    int err;

    req.i2c = I2C_INST;
    req.addr = MAX30102_ADDR;
    req.tx_buf = ®
    req.tx_len = 1;
    req.rx_buf = NULL;
    req.rx_len = 0;
    req.restart = 1;
    req.callback = NULL;

    err = MXC_I2C_MasterTransaction(&req);
    if (err != E_NO_ERROR)
        return err;

    req.tx_buf = NULL;
    req.tx_len = 0;
    req.rx_buf = buf;
    req.rx_len = len;
    req.restart = 0;
    req.callback = NULL;

    return MXC_I2C_MasterTransaction(&req);
}


MAX30102的初始化,其主要作用为初始化寄存器等。

int max30102_init(void)
{
    int ret;
    uint8_t part_id;

    MXC_I2C_Shutdown(I2C_INST);
    MXC_I2C_Init(I2C_INST, 1, 0);           // master mode
    MXC_I2C_SetFrequency(I2C_INST, 400000); // 400kHz

    ret = max30102_read_reg(REG_PART_ID, &part_id);
    if (ret != E_NO_ERROR)
    {
        printf("I2C read failed\n");
        return ret;
    }
    if (part_id != 0x15)
    {
        printf("MAX30102 not found! Part ID: 0x%02X\n", part_id);
        return -1;
    }

    printf("MAX30102 detected, Part ID: 0x%02X\n", part_id);

    max30102_write_reg(REG_MODE_CONFIG, 0x40);
    MXC_Delay(MXC_DELAY_MSEC(10));

    max30102_write_reg(REG_MODE_CONFIG, 0x03); // SpO2 模式
    max30102_write_reg(REG_SPO2_CONFIG, 0x27); // 18-bit, 100Hz
    max30102_write_reg(REG_LED1_PA, 0x24);     // 红光 ~7mA
    max30102_write_reg(REG_LED2_PA, 0x24);     // IR ~7mA

    return 0;
}


然后从FIFO读取数据即可。

// ---------------- 读取 FIFO 数据 ----------------
int max30102_read_fifo(uint32_t *red, uint32_t *ir)
{
    uint8_t buf[6];
    int ret = max30102_read_multi(REG_FIFO_DATA, buf, 6);
    if (ret != E_NO_ERROR)
        return ret;

    *red = ((uint32_t)buf[0] << 16) | ((uint32_t)buf[1] << 8) | buf[2];
    *ir = ((uint32_t)buf[3] << 16) | ((uint32_t)buf[4] << 8) | buf[5];

    *red &= 0x3FFFF; // 18-bit
    *ir &= 0x3FFFF;

    return 0;
}


上述的代码就已经可以完整的驱动起来这个传感器了。但是此时读取到的数据并不是血氧和心跳,而是原始的数据。所以如果需要读取心跳血氧数据的话需要进行转换。而这个算法好像还是保密的,我在GIThub上找到了一个C++的版本。所幸不需要很多修改即可。


我修改后的头文件如下所示

#ifndef ALGORITHM_H_
#define ALGORITHM_H_

#include <stdint.h>

#define true 1
#define false 0
#define FS 100
#define BUFFER_SIZE (FS * 8)
#define HR_FIFO_SIZE 7
#define MA4_SIZE 4     // DO NOT CHANGE
#define HAMMING_SIZE 5 // DO NOT CHANGE
#define min(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))

// ====== 只声明,不定义 ======
extern const uint16_t auw_hamm[HAMMING_SIZE];
extern const uint8_t uch_spo2_table[184];
extern int32_t an_dx[BUFFER_SIZE - MA4_SIZE];
extern int32_t an_x[BUFFER_SIZE];
extern int32_t an_y[BUFFER_SIZE];

// ====== 函数声明 ======
void maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(
    uint32_t *pun_ir_buffer, int32_t n_ir_buffer_length,
    uint32_t *pun_red_buffer, int32_t *pn_spo2, int8_t *pch_spo2_valid,
    int32_t *pn_heart_rate, int8_t *pch_hr_valid);

void maxim_find_peaks(int32_t *pn_locs, int32_t *pn_npks,
                      int32_t *pn_x, int32_t n_size,
                      int32_t n_min_height, int32_t n_min_distance,
                      int32_t n_max_num);

void maxim_peaks_above_min_height(int32_t *pn_locs, int32_t *pn_npks,
                                  int32_t *pn_x, int32_t n_size,
                                  int32_t n_min_height);

void maxim_remove_close_peaks(int32_t *pn_locs, int32_t *pn_npks,
                              int32_t *pn_x, int32_t n_min_distance);

void maxim_sort_ascend(int32_t *pn_x, int32_t n_size);
void maxim_sort_indices_descend(int32_t *pn_x, int32_t *pn_indx, int32_t n_size);

#endif /* ALGORITHM_H_ */


源文件

/** \file algorithm.cpp ******************************************************
 *
 * Project: MAXREFDES117#
 * Filename: algorithm.cpp
 * Description: This module calculates the heart rate/SpO2 level
 *
 *
 * --------------------------------------------------------------------
 *
 * This code follows the following naming conventions:
 *
 * char              ch_pmod_value
 * char (array)      s_pmod_s_string[16]
 * float             f_pmod_value
 * int32_t           n_pmod_value
 * int32_t (array)   an_pmod_value[16]
 * int16_t           w_pmod_value
 * int16_t (array)   aw_pmod_value[16]
 * uint16_t          uw_pmod_value
 * uint16_t (array)  auw_pmod_value[16]
 * uint8_t           uch_pmod_value
 * uint8_t (array)   auch_pmod_buffer[16]
 * uint32_t          un_pmod_value
 * int32_t *         pn_pmod_value
 *
 * ------------------------------------------------------------------------- */
/*******************************************************************************
 * Copyright (C) 2016 Maxim Integrated Products, Inc., All Rights Reserved.
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
 * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
 * to deal in the Software without restriction, including without limitation
 * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
 * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
 * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included
 * in all copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS
 * OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.
 * IN NO EVENT SHALL MAXIM INTEGRATED BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES
 * OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
 * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
 * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 *
 * Except as contained in this notice, the name of Maxim Integrated
 * Products, Inc. shall not be used except as stated in the Maxim Integrated
 * Products, Inc. Branding Policy.
 *
 * The mere transfer of this software does not imply any licenses
 * of trade secrets, proprietary technology, copyrights, patents,
 * trademarks, maskwork rights, or any other form of intellectual
 * property whatsoever. Maxim Integrated Products, Inc. retains all
 * ownership rights.
 *******************************************************************************
 */
#include "algorithm.h"

// Hamming 窗口
const uint16_t auw_hamm[HAMMING_SIZE] = {41, 276, 512, 276, 41};

// SpO2 查表
const uint8_t uch_spo2_table[184] = {
    95, 95, 95, 96, 96, 96, 97, 97, 97, 97, 97, 98, 98, 98, 98, 98, 99, 99, 99, 99,
    99, 99, 99, 99, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
    100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
    98, 98, 98, 98, 98, 98, 97, 97, 97, 97, 96, 96, 96, 96, 95, 95, 95, 94,
    94, 94, 93, 93, 93, 92, 92, 92, 91, 91, 90, 90, 89, 89, 89, 88, 88, 87,
    87, 86, 86, 85, 85, 84, 84, 83, 82, 82, 81, 81, 80, 80, 79, 78, 78, 77,
    76, 76, 75, 74, 74, 73, 72, 72, 71, 70, 69, 69, 68, 67, 66, 66, 65, 64,
    63, 62, 62, 61, 60, 59, 58, 57, 56, 56, 55, 54, 53, 52, 51, 50, 49, 48,
    47, 46, 45, 44, 43, 42, 41, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 31, 30, 29,
    28, 27, 26, 25, 23, 22, 21, 20, 19, 17, 16, 15, 14, 12, 11, 10, 9, 7, 6, 5,
    3, 2, 1};

// 这里才是真正定义(全局唯一)
int32_t an_dx[BUFFER_SIZE - MA4_SIZE];
int32_t an_x[BUFFER_SIZE];
int32_t an_y[BUFFER_SIZE];

void maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(uint32_t *pun_ir_buffer, int32_t n_ir_buffer_length, uint32_t *pun_red_buffer, int32_t *pn_spo2, int8_t *pch_spo2_valid,
                                            int32_t *pn_heart_rate, int8_t *pch_hr_valid)
/**
 * \brief        Calculate the heart rate and SpO2 level
 * \par          Details
 *               By detecting  peaks of PPG cycle and corresponding AC/DC of red/infra-red signal, the ratio for the SPO2 is computed.
 *               Since this algorithm is aiming for Arm M0/M3. formaula for SPO2 did not achieve the accuracy due to register overflow.
 *               Thus, accurate SPO2 is precalculated and save longo uch_spo2_table[] per each ratio.
 *
 * \param[in]    *pun_ir_buffer           - IR sensor data buffer
 * \param[in]    n_ir_buffer_length      - IR sensor data buffer length
 * \param[in]    *pun_red_buffer          - Red sensor data buffer
 * \param[out]    *pn_spo2                - Calculated SpO2 value
 * \param[out]    *pch_spo2_valid         - 1 if the calculated SpO2 value is valid
 * \param[out]    *pn_heart_rate          - Calculated heart rate value
 * \param[out]    *pch_hr_valid           - 1 if the calculated heart rate value is valid
 *
 * \retval       None
 */
{
    uint32_t un_ir_mean, un_only_once;
    int32_t k, n_i_ratio_count;
    int32_t i, s, m, n_exact_ir_valley_locs_count, n_middle_idx;
    int32_t n_th1, n_npks, n_c_min;
    int32_t an_ir_valley_locs[15];
    int32_t an_exact_ir_valley_locs[15];
    int32_t an_dx_peak_locs[15];
    int32_t n_peak_interval_sum;

    int32_t n_y_ac, n_x_ac;
    int32_t n_spo2_calc;
    int32_t n_y_dc_max, n_x_dc_max;
    int32_t n_y_dc_max_idx, n_x_dc_max_idx;
    int32_t an_ratio[5], n_ratio_average;
    int32_t n_nume, n_denom;
    // remove DC of ir signal
    un_ir_mean = 0;
    for (k = 0; k < n_ir_buffer_length; k++)
        un_ir_mean += pun_ir_buffer[k];
    un_ir_mean = un_ir_mean / n_ir_buffer_length;
    for (k = 0; k < n_ir_buffer_length; k++)
        an_x[k] = pun_ir_buffer[k] - un_ir_mean;

    // 4 pt Moving Average
    for (k = 0; k < BUFFER_SIZE - MA4_SIZE; k++)
    {
        n_denom = (an_x[k] + an_x[k + 1] + an_x[k + 2] + an_x[k + 3]);
        an_x[k] = n_denom / (int32_t)4;
    }

    // get difference of smoothed IR signal

    for (k = 0; k < BUFFER_SIZE - MA4_SIZE - 1; k++)
        an_dx[k] = (an_x[k + 1] - an_x[k]);

    // 2-pt Moving Average to an_dx
    for (k = 0; k < BUFFER_SIZE - MA4_SIZE - 2; k++)
    {
        an_dx[k] = (an_dx[k] + an_dx[k + 1]) / 2;
    }

    // hamming window
    // flip wave form so that we can detect valley with peak detector
    for (i = 0; i < BUFFER_SIZE - HAMMING_SIZE - MA4_SIZE - 2; i++)
    {
        s = 0;
        for (k = i; k < i + HAMMING_SIZE; k++)
        {
            s -= an_dx[k] * auw_hamm[k - i];
        }
        an_dx[i] = s / (int32_t)1146; // divide by sum of auw_hamm
    }

    n_th1 = 0; // threshold calculation
    for (k = 0; k < BUFFER_SIZE - HAMMING_SIZE; k++)
    {
        n_th1 += ((an_dx[k] > 0) ? an_dx[k] : ((int32_t)0 - an_dx[k]));
    }
    n_th1 = n_th1 / (BUFFER_SIZE - HAMMING_SIZE);
    // peak location is acutally index for sharpest location of raw signal since we flipped the signal
    maxim_find_peaks(an_dx_peak_locs, &n_npks, an_dx, BUFFER_SIZE - HAMMING_SIZE, n_th1, 8, 5); // peak_height, peak_distance, max_num_peaks

    n_peak_interval_sum = 0;
    if (n_npks >= 2)
    {
        for (k = 1; k < n_npks; k++)
            n_peak_interval_sum += (an_dx_peak_locs[k] - an_dx_peak_locs[k - 1]);
        n_peak_interval_sum = n_peak_interval_sum / (n_npks - 1);
        *pn_heart_rate = (int32_t)(6000 / n_peak_interval_sum); // beats per minutes
        *pch_hr_valid = 1;
    }
    else
    {
        *pn_heart_rate = -999;
        *pch_hr_valid = 0;
    }

    for (k = 0; k < n_npks; k++)
        an_ir_valley_locs[k] = an_dx_peak_locs[k] + HAMMING_SIZE / 2;

    // raw value : RED(=y) and IR(=X)
    // we need to assess DC and AC value of ir and red PPG.
    for (k = 0; k < n_ir_buffer_length; k++)
    {
        an_x[k] = pun_ir_buffer[k];
        an_y[k] = pun_red_buffer[k];
    }

    // find precise min near an_ir_valley_locs
    n_exact_ir_valley_locs_count = 0;
    for (k = 0; k < n_npks; k++)
    {
        un_only_once = 1;
        m = an_ir_valley_locs[k];
        n_c_min = 16777216; // 2^24;
        if (m + 5 < BUFFER_SIZE - HAMMING_SIZE && m - 5 > 0)
        {
            for (i = m - 5; i < m + 5; i++)
                if (an_x[i] < n_c_min)
                {
                    if (un_only_once > 0)
                    {
                        un_only_once = 0;
                    }
                    n_c_min = an_x[i];
                    an_exact_ir_valley_locs[k] = i;
                }
            if (un_only_once == 0)
                n_exact_ir_valley_locs_count++;
        }
    }
    if (n_exact_ir_valley_locs_count < 2)
    {
        *pn_spo2 = -999; // do not use SPO2 since signal ratio is out of range
        *pch_spo2_valid = 0;
        return;
    }
    // 4 pt MA
    for (k = 0; k < BUFFER_SIZE - MA4_SIZE; k++)
    {
        an_x[k] = (an_x[k] + an_x[k + 1] + an_x[k + 2] + an_x[k + 3]) / (int32_t)4;
        an_y[k] = (an_y[k] + an_y[k + 1] + an_y[k + 2] + an_y[k + 3]) / (int32_t)4;
    }

    // using an_exact_ir_valley_locs , find ir-red DC andir-red AC for SPO2 calibration ratio
    // finding AC/DC maximum of raw ir * red between two valley locations
    n_ratio_average = 0;
    n_i_ratio_count = 0;

    for (k = 0; k < 5; k++)
        an_ratio[k] = 0;
    for (k = 0; k < n_exact_ir_valley_locs_count; k++)
    {
        if (an_exact_ir_valley_locs[k] > BUFFER_SIZE)
        {
            *pn_spo2 = -999; // do not use SPO2 since valley loc is out of range
            *pch_spo2_valid = 0;
            return;
        }
    }
    // find max between two valley locations
    // and use ratio betwen AC compoent of Ir & Red and DC compoent of Ir & Red for SPO2

    for (k = 0; k < n_exact_ir_valley_locs_count - 1; k++)
    {
        n_y_dc_max = -16777216;
        n_x_dc_max = -16777216;
        if (an_exact_ir_valley_locs[k + 1] - an_exact_ir_valley_locs[k] > 10)
        {
            for (i = an_exact_ir_valley_locs[k]; i < an_exact_ir_valley_locs[k + 1]; i++)
            {
                if (an_x[i] > n_x_dc_max)
                {
                    n_x_dc_max = an_x[i];
                    n_x_dc_max_idx = i;
                }
                if (an_y[i] > n_y_dc_max)
                {
                    n_y_dc_max = an_y[i];
                    n_y_dc_max_idx = i;
                }
            }
            n_y_ac = (an_y[an_exact_ir_valley_locs[k + 1]] - an_y[an_exact_ir_valley_locs[k]]) * (n_y_dc_max_idx - an_exact_ir_valley_locs[k]); // red
            n_y_ac = an_y[an_exact_ir_valley_locs[k]] + n_y_ac / (an_exact_ir_valley_locs[k + 1] - an_exact_ir_valley_locs[k]);

            n_y_ac = an_y[n_y_dc_max_idx] - n_y_ac;                                                                                             // subracting linear DC compoenents from raw
            n_x_ac = (an_x[an_exact_ir_valley_locs[k + 1]] - an_x[an_exact_ir_valley_locs[k]]) * (n_x_dc_max_idx - an_exact_ir_valley_locs[k]); // ir
            n_x_ac = an_x[an_exact_ir_valley_locs[k]] + n_x_ac / (an_exact_ir_valley_locs[k + 1] - an_exact_ir_valley_locs[k]);
            n_x_ac = an_x[n_y_dc_max_idx] - n_x_ac; // subracting linear DC compoenents from raw
            n_nume = (n_y_ac * n_x_dc_max) >> 7;    // prepare X100 to preserve floating value
            n_denom = (n_x_ac * n_y_dc_max) >> 7;
            if (n_denom > 0 && n_i_ratio_count < 5 && n_nume != 0)
            {
                an_ratio[n_i_ratio_count] = (n_nume * 100) / n_denom; // formular is ( n_y_ac *n_x_dc_max) / ( n_x_ac *n_y_dc_max) ;
                n_i_ratio_count++;
            }
        }
    }

    maxim_sort_ascend(an_ratio, n_i_ratio_count);
    n_middle_idx = n_i_ratio_count / 2;

    if (n_middle_idx > 1)
        n_ratio_average = (an_ratio[n_middle_idx - 1] + an_ratio[n_middle_idx]) / 2; // use median
    else
        n_ratio_average = an_ratio[n_middle_idx];

    if (n_ratio_average > 2 && n_ratio_average < 184)
    {
        n_spo2_calc = uch_spo2_table[n_ratio_average];
        *pn_spo2 = n_spo2_calc;
        *pch_spo2_valid = 1; //  float_SPO2 =  -45.060*n_ratio_average* n_ratio_average/10000 + 30.354 *n_ratio_average/100 + 94.845 ;  // for comparison with table
    }
    else
    {
        *pn_spo2 = -999; // do not use SPO2 since signal ratio is out of range
        *pch_spo2_valid = 0;
    }
}

void maxim_find_peaks(int32_t *pn_locs, int32_t *pn_npks, int32_t *pn_x, int32_t n_size, int32_t n_min_height, int32_t n_min_distance, int32_t n_max_num)
/**
 * \brief        Find peaks
 * \par          Details
 *               Find at most MAX_NUM peaks above MIN_HEIGHT separated by at least MIN_DISTANCE
 *
 * \retval       None
 */
{
    maxim_peaks_above_min_height(pn_locs, pn_npks, pn_x, n_size, n_min_height);
    maxim_remove_close_peaks(pn_locs, pn_npks, pn_x, n_min_distance);
    *pn_npks = min(*pn_npks, n_max_num);
}

void maxim_peaks_above_min_height(int32_t *pn_locs, int32_t *pn_npks, int32_t *pn_x, int32_t n_size, int32_t n_min_height)
/**
 * \brief        Find peaks above n_min_height
 * \par          Details
 *               Find all peaks above MIN_HEIGHT
 *
 * \retval       None
 */
{
    int32_t i = 1, n_width;
    *pn_npks = 0;

    while (i < n_size - 1)
    {
        if (pn_x[i] > n_min_height && pn_x[i] > pn_x[i - 1])
        { // find left edge of potential peaks
            n_width = 1;
            while (i + n_width < n_size && pn_x[i] == pn_x[i + n_width]) // find flat peaks
                n_width++;
            if (pn_x[i] > pn_x[i + n_width] && (*pn_npks) < 15)
            { // find right edge of peaks
                pn_locs[(*pn_npks)++] = i;
                // for flat peaks, peak location is left edge
                i += n_width + 1;
            }
            else
                i += n_width;
        }
        else
            i++;
    }
}

void maxim_remove_close_peaks(int32_t *pn_locs, int32_t *pn_npks, int32_t *pn_x, int32_t n_min_distance)
/**
 * \brief        Remove peaks
 * \par          Details
 *               Remove peaks separated by less than MIN_DISTANCE
 *
 * \retval       None
 */
{

    int32_t i, j, n_old_npks, n_dist;

    /* Order peaks from large to small */
    maxim_sort_indices_descend(pn_x, pn_locs, *pn_npks);

    for (i = -1; i < *pn_npks; i++)
    {
        n_old_npks = *pn_npks;
        *pn_npks = i + 1;
        for (j = i + 1; j < n_old_npks; j++)
        {
            n_dist = pn_locs[j] - (i == -1 ? -1 : pn_locs[i]); // lag-zero peak of autocorr is at index -1
            if (n_dist > n_min_distance || n_dist < -n_min_distance)
                pn_locs[(*pn_npks)++] = pn_locs[j];
        }
    }

    // Resort indices longo ascending order
    maxim_sort_ascend(pn_locs, *pn_npks);
}

void maxim_sort_ascend(int32_t *pn_x, int32_t n_size)
/**
 * \brief        Sort array
 * \par          Details
 *               Sort array in ascending order (insertion sort algorithm)
 *
 * \retval       None
 */
{
    int32_t i, j, n_temp;
    for (i = 1; i < n_size; i++)
    {
        n_temp = pn_x[i];
        for (j = i; j > 0 && n_temp < pn_x[j - 1]; j--)
            pn_x[j] = pn_x[j - 1];
        pn_x[j] = n_temp;
    }
}

void maxim_sort_indices_descend(int32_t *pn_x, int32_t *pn_indx, int32_t n_size)
/**
 * \brief        Sort indices
 * \par          Details
 *               Sort indices according to descending order (insertion sort algorithm)
 *
 * \retval       None
 */
{
    int32_t i, j, n_temp;
    for (i = 1; i < n_size; i++)
    {
        n_temp = pn_indx[i];
        for (j = i; j > 0 && pn_x[n_temp] > pn_x[pn_indx[j - 1]]; j--)
            pn_indx[j] = pn_indx[j - 1];
        pn_indx[j] = n_temp;
    }
}


这样的话通过上述的算法就可以将原始数据转换成血氧和心率了。


然后只需要在主函数中进行调用和显示OLED即可。

int main(void)
{
    uint32_t red, ir;

    if (max30102_init() != 0)
    {
        printf("MAX30102 init failed!\n");
        return 0;
    }

    SSD1306_Init();
    SSD1306_Clear();
    SSD1306_Print(0, 0, "MAX30102 Demo");
    SSD1306_DisplayFrame(SSD1306_Buffer);

    while (1)
    {
        if (max30102_read_fifo(&red, &ir) == 0)
        {
            red_buffer[buffer_index] = red;
            ir_buffer[buffer_index] = ir;
            buffer_index++;

            if (buffer_index >= BUFFER_SIZE)
            {
                int32_t spo2, heart_rate;
                int8_t spo2_valid, hr_valid;

                // 调用算法
                maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(
                    ir_buffer, BUFFER_SIZE,
                    red_buffer,
                    &spo2, &spo2_valid,
                    &heart_rate, &hr_valid);

                // 清屏
                SSD1306_Clear();

                // 打印心率
                if (hr_valid && heart_rate > 40 && heart_rate < 180)
                {
                    printf("Heart Rate = %d BPM, ", heart_rate);
                    SSD1306_Print(0, 2, "HR:");
                    SSD1306_PrintInt(30, 2, heart_rate);
                    SSD1306_Print(80, 2, "BPM");
                }
                else
                {
                    printf("Heart Rate = --- , ");
                    SSD1306_Print(0, 2, "HR: ---");
                }

                // 打印血氧
                if (spo2_valid && spo2 > 70 && spo2 <= 100)
                {
                    printf("SpO2 = %d%%\n", spo2);
                    SSD1306_Print(0, 4, "SpO2:");
                    SSD1306_PrintInt(40, 4, spo2);
                    SSD1306_Print(80, 4, "%");
                }
                else
                {
                    printf("SpO2 = ---\n");
                    SSD1306_Print(0, 4, "SpO2: ---");
                }

                // 刷新屏幕
                SSD1306_DisplayFrame(SSD1306_Buffer);

                // 重置 buffer
                buffer_index = 0;
            }
        }

        // 100Hz 采样
        MXC_Delay(MXC_DELAY_MSEC(10));
    }
}



效果如下所示

54c25ae130f8a43405e84a3ac048838e.jpg

实际上尽管如此,我感觉数据还是不是很准确。但是这已经是目前能做到的极限了。


image.png




关键词: MAXmax30102     SSD1306    

共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]