[[420002]]

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51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)

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前言

由于本人愛好爬山，去過很多高海拔的地方，每次出行都會(huì)攜帶心率和血氧檢測(cè)儀。其實(shí)很多人對(duì)高反不是很了解。高反，是人體在缺氧情況下，對(duì)環(huán)境的不適應(yīng)。人體在一定氧氣的情況下可以很舒服的呼吸，但是高原因?yàn)楹０胃?，氣壓低，空氣干燥，供給的氧氣稀薄，使得人體的機(jī)能無法正常工作，就會(huì)出現(xiàn)嘔吐、頭暈頭疼、流鼻血、浮腫的各種情況。

海拔高度一般達(dá)到2700米，就會(huì)有高原反應(yīng)。

海拔高度(米) 為0海拔含氧量的% 

那我們?nèi)绾稳ヅ袛嘧约菏欠裼懈叻茨?

可以通過血氧飽和度來判定，當(dāng)我們血氧飽和度低于80%的時(shí)候就會(huì)有高原反應(yīng)了。

血氧：是指血液中的氧氣，人體正常血氧飽和度為95%以上。血液中含氧量越高，人的新陳代謝就越好。當(dāng)然血氧含量高并不是一個(gè)好的現(xiàn)象，人體內(nèi)的血氧都是有一定的飽和度，過低會(huì)造成機(jī)體供氧不足，過高會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)細(xì)胞老化。

本次內(nèi)容講解基于LYEVK-3861開發(fā)板完成一個(gè)簡(jiǎn)單的心率和血氧檢測(cè)，來檢查身體的狀態(tài)。主要測(cè)量HR-心率 、SaO2-血氧。

效果演示 

[[420003]]

環(huán)境準(zhǔn)備

1、開發(fā)環(huán)境、編譯環(huán)境搭建，參考官方文檔，此處不在贅述。參考鏈接如下：

Window開發(fā)環(huán)境

Ubuntu編譯環(huán)境

2、OpenHarmony 2.0 Canary源碼 源碼獲取，參考：

源碼獲取說明

鏡像全量下載

3、LYEVK-3861 IoT物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板套件：

LYEVK-3861開發(fā)板

開發(fā)調(diào)試

1、基礎(chǔ)介紹

血氧檢測(cè)傳感器選用的是MAX30102，其大致的工作原理將RED/IR 光射向皮膚，透過皮膚組織反射回的光被光敏傳感器接受并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。簡(jiǎn)化過程：光–> 電 --> 數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)通過I2C與主控交互。

本次實(shí)驗(yàn)使用的是GPIO模擬I2C通信，I2C協(xié)議規(guī)定在總線上出現(xiàn)起始信號(hào)start后，若SCL在高電平期間SDA保持電平不變，則SDA的狀態(tài)表示有效數(shù)據(jù)(data valid)。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)SDA的改變必須只能發(fā)生在SCL為低電平期間，每一bit數(shù)據(jù)有1個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)長(zhǎng)，I2C串行總線上的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如下圖所示：

I2C協(xié)議規(guī)定每個(gè)被尋址設(shè)備在接收1字節(jié)數(shù)據(jù)后都必須向發(fā)送字節(jié)的設(shè)備發(fā)送應(yīng)答(ACK)信號(hào)，確認(rèn)的器件必須在應(yīng)答時(shí)鐘脈沖期間下拉SDA線，使得SDA線在應(yīng)答相關(guān)時(shí)鐘脈沖SCL為高電平期間穩(wěn)定為低電平。

I2C協(xié)議規(guī)定與ACK信號(hào)相反的信號(hào)為非應(yīng)答(not ACK)信號(hào)。在主器件從從器件中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，主器件必須在讀取的最后1字節(jié)數(shù)據(jù)后在SDA總線上產(chǎn)生not ACK信號(hào)以示意從器件停止發(fā)送數(shù)據(jù)。not ACK信號(hào)是在SCL為高電平期間保持SDA也為高電平。

根據(jù)時(shí)序圖，用GPIO模擬IIC通信，

2、開始調(diào)試

先用GPIO模擬初始化IIC

void IIC_Init(void){     
    GpioInit();  
    IoSetFunc(PIN_SCL, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_10_GPIO);// SCL 
    GpioSetDir(PIN_SCL, WIFI_IOT_GPIO_DIR_OUT); 
 
    IoSetFunc(PIN_SDA, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_11_GPIO);// SDA 
    GpioSetDir(PIN_SDA, WIFI_IOT_GPIO_DIR_OUT); 
    IIC_SCL(1); 
    IIC_SDA(1); 
     
    IoSetFunc(PIN_INT, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_8_GPIO);// INT 
    GpioSetDir(PIN_INT, WIFI_IOT_GPIO_DIR_IN); 
} 

用GPIO模擬IIC起始信號(hào)

void IIC_Start(void){ 
    SDA_OUT();     //sda線輸出 
    IIC_SDA(1);        
    IIC_SCL(1); 
    delay_us(4); 
    IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low  
    delay_us(4); 
    IIC_SCL(0);//鉗住I2C總線，準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)  
}    

 用GPIO模擬IIC停止信號(hào)

void IIC_Stop(void){ 
    SDA_OUT();//sda線輸出 
    IIC_SCL(0); 
    IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to high 
    delay_us(4); 
    IIC_SCL(1);  
    IIC_SDA(1);//發(fā)送I2C總線結(jié)束信號(hào) 
    delay_us(4);                                 
} 

 用GPIO模擬產(chǎn)生ACK應(yīng)答信號(hào)

void IIC_Ack(void){ 
    IIC_SCL(0); 
    SDA_OUT(); 
    IIC_SDA(0); 
    delay_us(2); 
    IIC_SCL(1); 
    delay_us(2); 
    IIC_SCL(0); 
} 

 用GPIO模擬產(chǎn)生not ACK應(yīng)答

void IIC_NAck(void){ 
    IIC_SCL(0); 
    SDA_OUT(); 
    IIC_SDA(1); 
    delay_us(2); 
    IIC_SCL(1); 
    delay_us(2); 
    IIC_SCL(0); 
}    

 用GPIO模擬等待應(yīng)答信號(hào)，如果返回值是1，則接受應(yīng)答失敗，如果返回值是0，則接受應(yīng)答成功

u8 IIC_Wait_Ack(void){ 
    u8 ucErrTime=0; 
    SDA_IN();      //SDA設(shè)置為輸入   
    IIC_SDA(1);delay_us(1);     
    IIC_SCL(1);delay_us(1);   
     
    #if 1 
    while(READ_SDA){ 
        ucErrTime++; 
        if(ucErrTime>250) 
        { 
            IIC_Stop(); 
            //printf("IIC_Wait_Ack erro\r\n"); 
            return 1; 
        } 
    } 
    #else 
    ucErrTime++; 
    delay_us(3); 
     
    #endif 
    IIC_SCL(0);//時(shí)鐘輸出0      
    return 0;   
}  

發(fā)送數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)

void IIC_Send_Byte(u8 txd){                         
    u8 t;    
    SDA_OUT();       
    IIC_SCL(0);//拉低時(shí)鐘開始數(shù)據(jù)傳輸 
     
    for(t=0;t<8;t++){               
        IIC_SDA((txd&0x80)>>7); 
        txd<<=1;       
        delay_us(2);   //對(duì)TEA5767這三個(gè)延時(shí)都是必須的 
        IIC_SCL(1); 
        delay_us(2);  
        IIC_SCL(0);  
        delay_us(2); 
    }     
}  

 IIC發(fā)送一個(gè)字節(jié)，返回從機(jī)有無應(yīng)答，返回值是1時(shí)有應(yīng)答，返回值是0時(shí)無應(yīng)答

u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack){ 
    unsigned char i,receive=0; 
    SDA_IN();//SDA設(shè)置為輸入 
    for(i=0;i<8;i++ ){ 
        IIC_SCL(0);  
        delay_us(2); 
        IIC_SCL(1); 
        receive<<=1; 
        if(READ_SDA)receive++;    
        delay_us(1);  
    }    
     
    if (!ack) 
        IIC_NAck();//發(fā)送nACK 
    else 
        IIC_Ack(); //發(fā)送ACK    
    return receive; 
} 

讀1個(gè)字節(jié)，ack=1時(shí)，發(fā)送ACK，ack=0時(shí)，發(fā)送nACK

在主函數(shù)里初始化IIC，再初始化芯片里的相關(guān)寄存器

在max30102.c里按照芯片規(guī)格書，通過模擬的IIC對(duì)寄存器進(jìn)行讀取，再調(diào)用下芯片原廠提供的算法，將采集到的值輸出在顯示屏上

3、結(jié)語

以上都完成之后，就可以編譯、燒錄，就可以測(cè)試最后的完成效果。

對(duì)于想去高海拔的小伙伴們，可以帶一個(gè)便攜式血氧檢測(cè)儀，隨時(shí)監(jiān)控自己的身體狀況哦~

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心率和血氧檢測(cè)demo.rar

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