STM32HAL-血氧心率MAX30102模块_OLED显示心率图—蓝牙上传心率数据。

前言：本次要实现的功能是心率与血氧浓度的检测，在OLED显示心率与血样的数值以及心率的图新，通过蓝牙模块将检测到的数据发给手机。

---

目录：

目录

一.实验结果图片展示

二.心率血氧模块MAX3012

 1.概括：MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光LED和一个红外光LED、光电检测器、光器件,以及带环境光抑制的低噪声电子电路。MAX30102采用一个1.8V电源和一个独立的5.0V用于内部LED的电源,应用于可穿戴设备进行心率和血氧采集检测,佩戴于手指、耳垂和手腕等处。标准和12C兼容的通信接口可以将采集到的数值传输给

2.引脚介绍：

3.测量心率和血氧功能原理：

2.数字电路部分：

1.内部 ADC 是一个连续时间过采样的 sigma-delta 变换器，具 有 18 位分辨率。ADC 采样率为 10.24MHz。ADC 输出数据速率可以从 50sps(每秒样本)到 3200sps。滤波器用于去除噪声并提取有用的信号。

2.滤波器可以有效地处理各种复杂信号，从而得到更准确的测量结果 。

3.过滤之后的信号存储在数据寄存器中。     

3.模拟电路部分：

1.环境光消除 ALC 有一个内部轨道/保持电路来消除环境光的影响和增加有效的动态范围。

2.温度传感器，用于校准SpO2子系统的温度依赖性。

4.最外围：两个LED灯分别示发出红光的LED与发出红外的LED.

5.功能图中引脚介绍：

三.寄存器

1.中断使能：0x02~0x03

2.FIFO:        0X04~0X07

1. FIFO Write Pointer:

2.FIFO Overflow Counter：

3.FIFO Read  Pointer: 

4.FIFO Data Register:

5. FIFO Data:

6. FIFO Data is Left or Right Justified:

3.FIFO配置：0x08

 1.SMP_AVE[2:0]:

2.FIFO_ROLLOVER_EN：

3.FIFO_A_FULL[3:0]:

4.模式配置：0x09

1.SHDN：

​编辑

3.MODE[2:0]:

5.SPO2配置 : 0xA0

1.SPO2_ADC_RGE[1:0]:

2.SPO2_SR[2:0] ：

3. LED_PW[1:0] ：

6.LED脉冲幅度 ：0x0C~0X10

四.代码讲解：

1.主函数：

 2.MAX初始化配置：

3.max30102读取心率血氧：

4.PPG算法：

五.代码资料获取方式

---

---

一.实验结果图片展示

---

二.心率血氧模块MAX3012

 

 1.概括：MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光LED和一个红外光LED、光电检测器、光器件,以及带环境光抑制的低噪声电子电路。MAX30102采用一个1.8V电源和一个独立的5.0V用于内部LED的电源,应用于可穿戴设备进行心率和血氧采集检测,佩戴于手指、耳垂和手腕等处。标准和12C兼容的通信接口可以将采集到的数值传输给

---

2.引脚介绍：

GND：接地线;

RD:MAX30102芯片的RED,LED接地端，一般不接（驱动红色LED）

IRD: MAX30102芯片的RLED接地端，一般不接（驱动红外LED）

INT:MAX30102芯片的中断引脚

 VIN:主电源电源输入端， 1.8V-5V;3位焊盘:选择总线的上拉电平,取决于引脚主控电压,可选1.8V端或者3.3V端（此端包含3.3V及以上）；

SCL：接I2C总线的时钟；

SDA：接12C总线的数据；

在本此工程量只用到了引脚：VIN,SDA,SCL,GND,INT。

接线图

---

3.测量心率和血氧功能原理：

1.通讯部分：MAX30102通过I2C与MCU通讯。

2.数字电路部分：

1.内部 ADC 是一个连续时间过采样的 sigma-delta 变换器，具 有 18 位分辨率。ADC 采样率为 10.24MHz。ADC 输出数据速率可以从 50sps(每秒样本)到 3200sps。滤波器用于去除噪声并提取有用的信号。

2.滤波器可以有效地处理各种复杂信号，从而得到更准确的测量结果 。

3.过滤之后的信号存储在数据寄存器中。     

3.模拟电路部分：

1.环境光消除 ALC 有一个内部轨道/保持电路来消除环境光的影响和增加有效的动态范围。

2.温度传感器，用于校准SpO2子系统的温度依赖性。

4.最外围：两个LED灯分别示发出红光的LED与发出红外的LED.

5.功能图中引脚介绍：

三.寄存器

1.中断使能：0x02~0x03

---

2.FIFO:        0X04~0X07

1. FIFO Write Pointer:

FIFO写指针FIFO写指针指向MAX30102写入下一个示例的位置。该指针为推进到FIFO的每个样本前进。当MODE[2:0]为010、011或111时，也可以通过i2c接口进行更改。

2.FIFO Overflow Counter：

FIFO溢出计数器当 FIFO 满时，样品没有被推进到 FIFO，样品丢失。OVF_COUNTER 计算丢失的样本数目。它在 0 xf 浸透。当一个完整的样本被“弹出”(即，删除旧的 FIFO 数据，并将样本从 FIFO(当读取指针前进时)，OVF_COUNTER 重置为零。

3.FIFO Read  Pointer: 

FIFO读指针指向处理器从FIFO获取下一个样本的位置i2c接口。每次从FIFO中取出样本时，这种情况都会发生。如果有数据通信错误，处理器也可以在读取样本后写入该指针，以允许从FIFO重新读取样本.

4.FIFO Data Register:

FIFO数据寄存器圆形FIFO深度为32，最多可容纳32个数据样本。样本大小取决于配置为活动的LED通道(又称通道)的数量。由于每个通道信号被存储为一个3字节的数据信号，FIFO的宽度可以是3字节或6字节的大小.

i2c寄存器映射中的fif_data寄存器指向要从FIFO读取的下一个样本。FIFO_RD_PTR指向这个示例。读取FIFO_DATA寄存器，不会自动增加i2c寄存器地址。突然读取这个寄存器，一遍又一遍地读取相同的地址。每个采样是每个通道3字节的数据(即，3字节用于RED, 3字节用于IR，等等)。

FIFO寄存器(0x04-0x07)都可以被写入和读取，但实际上只有fif_rd_ptr寄存器应该被写入操作中。其他的由MAX30102自动递增或填充数据。当开始一个新的SpO 2或心率转换，建议首先FIFO_WR_PTR, OVF_COUNTER和FIFO_RD_PTR寄存器清除为全零(0x00)，以确保FIFO为空并处于已知状态。当在一个突发读I2C事务中读取MAX30102寄存器时，寄存器地址指针通常会增加，以便发送的数据的下一个字节是从将进入和退出邻近模式(当PROX_INT_EN = 1时)通过设置写指针和读指针彼此相等来清除FIFO。

5. FIFO Data:

FIFO数据

6. FIFO Data is Left or Right Justified:

FIFO数据的左对齐或右对，左对齐，无论ADC分辨率设置如何，MSB位始终位于第17位数据位置。右对齐，无论ADC分辨率设置如何，MSB位始终位于第0位数据位置。

---

3.FIFO配置：0x08

 1.SMP_AVE[2:0]:

样本平均为了减少数据吞吐量，相邻的样本(在每个单独的通道中)可以通过设置这个寄存器在芯片上平均和抽取。

样本平均对应表：

2.FIFO_ROLLOVER_EN：

当FIFO完全被数据填充时，这个位控制FIFO的行为。如果设置了FIFO_ROLLOVER_EN (1)， FIFO地址滚到零，FIFO继续用新数据填充。如果该位未设置(0)，则FIFO不会更新，直到读取FIFO_DATA或更改WRITE/ read指针位置。

3.FIFO_A_FULL[3:0]:

这个寄存器设置了当中断发出时，FIFO中剩余的数据样本数(3字节/样本)。例如，如果该字段设置为0x0，则当FIFO中剩余的数据样本为0(全部为32个)时发出中断先进先出字有未读数据)。此外，如果该字段设置为0xF，则当FIFO中剩余15个数据样本(17个FIFO数据样本有未读数据)时发出中断。 

---

4.模式配置：0x09

1.SHDN：

关机控制位该部件可以通过将该位设置为1来进入省电模式。当处于省电模式时，所有寄存器保留它们的值，并且写/读操作正常运行。在这种模式下，所有中断都被清除为零。 

 2.RESET：

​​​​​​​

复位控制位当RESET位设置为1时，所有配置、阈值和数据寄存器通过上电复位复位到它们的上电状态。复位顺序完成后，复位位自动清零。注意:设置RESET位不会触发PWR_RDY中断事件。

3.MODE[2:0]:

模式控制位这些位设置了MAX30102的工作状态。更改模式不会更改任何其他设置，也不会擦除数据寄存器中先前存储的任何数据。

---

5.SPO2配置 : 0xA0

1.SPO2_ADC_RGE[1:0]:

SpO 2 ADC量程控制位设置SpO 2传感器ADC的量程

2.SPO2_SR[2:0] ：

 SpO 2采样率控制位 这些位定义了一个由一个红外脉冲/转换和一个红色脉冲/转换组成的样本的有效采样率。

采样率和脉冲宽度是相关的，因为采样率设置了脉冲宽度时间的上界。如果用户选择的采样率对于所选的LED_PW设置太高，则将最高可能的采样率编程到寄存器中。

3. LED_PW[1:0] ：

LED脉宽控制和ADC分辨率这些位设置LED脉冲宽度(IR和Red具有相同的脉冲宽度)，因此，间接设置每个采样中ADC的积分时间，ADC分辨率与积分时间直接相关。

---

6.LED脉冲幅度 ：0x0C~0X10

这些位设置每个LED的当前电平.

PILOT_PA[7:0]的目的是在接近模式和多LED模式下设置LED功率。

---

四.代码讲解：

接线图;

1.主函数：

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
 
  int32_t n_heart_rate = 0;  //获取心率值
  int32_t n_sp02 = 0;        //获取血氧值
   
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Initialize all configured peripherals */
   MX_GPIO_Init();
   MX_USART1_UART_Init();   //蓝牙初始化
   Delay_Init();            //延时初始化
   
   OLED_Init();             //OLED初始化
   OLED_ON();
   OLED_Clear();
   
   max30102_init();         //30102初始化，里面有个while循环
   
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */ 
  while (1)
  {
     
     //读取心率血氧
     max30102_Read_Data(&n_heart_rate, &n_sp02);   
 
     //OLED显示，心率血氧
     OLED_Start_Interface((uint8_t )n_heart_rate,(uint8_t )n_sp02); 
     
     //led灯翻转
     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
 
  }
 
}

 2.MAX初始化配置：

/**
*   作用  ：max30102初始化配置
*   名称  ：max30102_init();
*   参数  ：无
*   返回值：无
**/
void max30102_init(void)
{
    uint32_t   un_min, un_max;   //缓存新信号最小值，最大值
    uint32_t   un_prev_data;     //红色LED器数据缓冲区
    int i;
    uint8_t temp[6];
    IIC_Init();
   
   //max30102模式配置
    max30102_reset();
   
   //寄存器配置
    max30102_Bus_Write(REG_INTR_ENABLE_1,0xc0);	// INTR setting
    max30102_Bus_Write(REG_INTR_ENABLE_2,0x00);
    max30102_Bus_Write(REG_FIFO_WR_PTR,0x00);  	// FIFO_WR_PTR[4:0]
    max30102_Bus_Write(REG_OVF_COUNTER,0x00);  	// OVF_COUNTER[4:0]
    max30102_Bus_Write(REG_FIFO_RD_PTR,0x00);  	// FIFO_RD_PTR[4:0]
    max30102_Bus_Write(REG_FIFO_CONFIG,0x0f);  	// sample avg = 1, fifo rollover=false, fifo almost full = 17
    max30102_Bus_Write(REG_MODE_CONFIG,0x03);  	// 0x02 for Red only, 0x03 for SpO2 mode 0x07 multimode LED
    max30102_Bus_Write(REG_SPO2_CONFIG,0x27);  	// SPO2_ADC range = 4096nA, SPO2 sample rate (100 Hz), LED pulseWidth (400uS)
    max30102_Bus_Write(REG_LED1_PA,0x24);   	   // Choose value for ~ 7mA for LED1
    max30102_Bus_Write(REG_LED2_PA,0x24);   	   // Choose value for ~ 7mA for LED2
    max30102_Bus_Write(REG_PILOT_PA,0x7f);   	// Choose value for ~ 25mA for Pilot LED
   
    un_min=0x3FFFF;
    un_max=0;
   
    n_ir_buffer_length=500;                              //buffer length of 100 stores 5 seconds of samples running at 100sps
 
    for(i=0; i<n_ir_buffer_length; i++)
    {
       
       //等待，直到中断引脚断言
        while(MAX30102_INT==1)
        {
          Max30102_Wait_Interface();  //等待检测界面
        }                         
        
        //读取FIFO内的数据
        max30102_FIFO_ReadBytes(REG_FIFO_DATA,temp);   
        
        //对从FIFO中读到的数据进行整合
        aun_red_buffer[i] =   (long)((long)((long)temp[0]&0x03)<<16)   | (long)temp[1]<<8  | (long)temp[2];      // Combine values to get the actual number
        aun_ir_buffer [i] =   (long)((long)((long)temp[3] & 0x03)<<16) | (long)temp[4]<<8  | (long)temp[5];      // Combine values to get the actual number
 
        if(un_min>aun_red_buffer[i])
            un_min=aun_red_buffer[i];    //更新信号最小值
        
        if(un_max<aun_red_buffer[i])
            un_max=aun_red_buffer[i];    //更新信号最大值
        
    }
      //红色LED器数据缓
      un_prev_data=aun_red_buffer[i];
		un_prev_data=un_prev_data;
    
    
      // 计算心率和SpO2水平
      maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(aun_ir_buffer, n_ir_buffer_length, aun_red_buffer,
                                                      &n_sp02, &ch_spo2_valid, &n_heart_rate, &ch_hr_valid);
}

3.max30102读取心率血氧：

/**
*   作用  ：max30102读取心率血氧
*   名称  ：max30102_Read_Data();
*   参数  ：heart_rate：存储心率
            sp02：存血氧
*   返回值：无
**/
 
uint8_t  max30102_FLAG=0;
uint8_t  max30102_Tem=1;  //用来清oled屏
 
uint8_t heart_Data[3]={0};
 
uint8_t heart_Picture[100]={0},heart_count=0;
 
void max30102_Read_Data(int32_t *heart_rate, int32_t *sp02)
{
    //variables to calculate the on-board LED brightness that reflects the heartbeats
    //变量来计算反映心跳的板载LED亮度
    uint32_t un_min, un_max, un_prev_data;
    int i;
    uint8_t temp[6];
    float f_temp;
    int32_t n_brightness;
    
    while(1)
    {
        i=0;
        un_min=0x3FFFF;
        un_max=0;
        for(i=100; i<500; i++)
        {
            aun_red_buffer[i-100]  =  aun_red_buffer[i];
            aun_ir_buffer [i-100]  =  aun_ir_buffer[i];
 
            //update the signal min and max   更新信号最小值和最大值
            if(un_min>aun_red_buffer[i])
                un_min=aun_red_buffer[i];
            if(un_max<aun_red_buffer[i])
                un_max=aun_red_buffer[i];
        }
        
        //take 100 sets of samples before calculating the heart rate.
        //在计算心率前，取100组样本
        for(i=400; i<500; i++)
        {
             
           un_prev_data=aun_red_buffer[i-1];
           
//           printf("un_prev_data=%d\r\n", un_prev_data);  //串口测试点
           
           //等待，直到中断引脚断言
           while(MAX30102_INT==1)
            {
                 if(max30102_FLAG==0)
                 {
                     Max30102_Wait_Interface();  //等待检测界面
                 }
            }  
            //读取FIFO内的数据
            max30102_FIFO_ReadBytes(REG_FIFO_DATA,temp);
           
              // 将红色led值组合以获得实际数字
            aun_red_buffer[i] =  (long)((long)((long)temp[0]&0x03)<<16) | (long)temp[1]<<8 | (long)temp[2];   
             // 将红外led值组合以获得实际数字               
            aun_ir_buffer[i] =   (long)((long)((long)temp[3] & 0x03)<<16) | (long)temp[4]<<8 | (long)temp[5];      
 
            //对取到的样本进行处理
            if(aun_red_buffer[i]>un_prev_data)
            {
                f_temp=aun_red_buffer[i]-un_prev_data;
                f_temp/=(un_max-un_min);
                f_temp*=MAX_BRIGHTNESS;
                n_brightness-=(int)f_temp;
                if(n_brightness<0)
                    n_brightness=0;
            }
            else
            {
                f_temp=un_prev_data-aun_red_buffer[i];
                f_temp/=(un_max-un_min);
                f_temp*=MAX_BRIGHTNESS;
                n_brightness+=(int)f_temp;
                if(n_brightness>MAX_BRIGHTNESS)
                    n_brightness=MAX_BRIGHTNESS;
            }
            
//            printf("n_brightness=%d\r\n", n_brightness);  //串口测试点
            
            //心率图 
            if(max30102_FLAG==1)
            {
              if((n_brightness>=30)&&(n_brightness<=250))
                 {
                      n_brightness-=30;
                      n_brightness/= 5;
                      heart_count++;
                      if(heart_count>100)
                      {
                        heart_count=0;
                      }
                      heart_Picture[heart_count]=n_brightness;
                      //oled显示心率图
                      OLED_heart_Picture(heart_Picture[heart_count-1],heart_Picture[heart_count]);
                 }  
           }
            //send samples and calculation result to terminal program through UART
            //通过UART将采样和计算结果发送到终端程序
            if(ch_hr_valid == 1 && ch_spo2_valid ==1 && n_heart_rate<150 && n_sp02<101)//**/ ch_hr_valid == 1 && ch_spo2_valid ==1 && n_heart_rate<120 && n_sp02<101
            {
                heart = n_heart_rate;
 
            } 
            else
            {
                n_heart_rate = 0;
                heart = 0;
            }
            if(ch_hr_valid == 0)
            {
                n_heart_rate = 0;
                heart = 0;
            }
 
        }
 
        //计算心率和SpO2水平
        maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(aun_ir_buffer, n_ir_buffer_length, aun_red_buffer, &n_sp02, &ch_spo2_valid, &n_heart_rate, &ch_hr_valid);
        
        //对采集到的数据进行筛选
        if((ch_hr_valid == 1) && (ch_spo2_valid ==1) && (n_heart_rate>50) && (n_heart_rate<150) && (n_sp02<101) && (n_sp02>80))//**/ ch_hr_valid == 1 && ch_spo2_valid ==1 && n_heart_rate<120 && n_sp02<101
        {
               *heart_rate = n_heart_rate;
               *sp02 = n_sp02;
              
               // 心率和血氧浓度初始数据打印
               printf("HR=%d, spo2:%d%%\r\n", n_heart_rate, n_sp02);
     
              //清除oled旧界面
              if(max30102_Tem==1)
              {
                  OLED_Clear();
                  max30102_Tem=0;
              }
              
               max30102_FLAG=1;
 
               break;
        }
        else
        {
               //清除oled旧界面
              if(max30102_Tem==0)
              {
                  OLED_Clear();
              }
               max30102_Tem=1;
               max30102_FLAG=0;
        }
    }
}

4.PPG算法：

/**
* \brief       计算心率和SpO2水平
* \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           - 红外传感器数据缓冲区
* \param[in]     n_ir_buffer_length      - 红外数据存储长度
* \param[in]    *pun_red_buffer          - 红色LED器数据缓冲区
* \param[out]    *pn_spo2                - 血氧数值
* \param[out]    *pch_spo2_valid         - 如果计算的SpO2值有效，则为1
* \param[out]    *pn_heart_rate          - 计算心率值
* \param[out]    *pch_hr_valid           - 如果计算的心率值有效，则为1
*
* \retval       None
*/                            
                                                 
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)
 
{
    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    去除ir信号的直流
    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        pt移动平均线
    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  得到平滑的红外信号差
    
    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          pt移动平均线到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
    //翻转波形，这样我们就可以用峰值检测器检测山谷
    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   除以auw_hamm的和
    }
 
 
    n_th1=0; // threshold calculation   门坎值计算分割
    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    
    //峰值位置实际上是我们翻转信号后原始信号最尖锐位置的索引    
    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]);
//          printf ("n_peak_interval_sum=%d\r\n",n_peak_interval_sum);//测试点
       }
           
        n_peak_interval_sum=n_peak_interval_sum/(n_npks-1);
        *pn_heart_rate=(int32_t)(6000/n_peak_interval_sum);// beats per minutes   每分钟心跳数
        *pch_hr_valid  = 1;
       
//       printf ("pn_heart_rate=%d\r\n",*pn_heart_rate);//测试点
    }
    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.   我们需要评估ir和红色PPG的直流和交流值。
    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    在an_ir_valley_locs附近找到精确的min
    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   不使用SPO2，因为信号比超出了范围
       *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、
    //使用an_exact_ir_valley_locs，找到红色直流和红色交流的SPO2校准比
    
    //finding AC/DC maximum of raw ir * red between two valley locations
    //发现两个山谷位置之间的AC/DC最大原始ir *红
    
    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    不使用SPO2，因为山谷loc在范围之外
            *pch_spo2_valid  = 0; 
            return;
        }
    }
    // find max between two valley locations   
    //    求两个山谷之间的最大值
    // and use ratio betwen AC compoent of Ir & Red and DC compoent of Ir & Red for SPO2 
    //以及Ir & Red的交流分量与Ir & Red的直流分量对SPO2的利用率
    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    从原始电路中减去线性直流分量
            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     准备X100以保留浮动值
            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*20)/n_denom ; //formular is ( n_y_ac *n_x_dc_max) / ( n_x_ac *n_y_dc_max) ;  ///*************************n_nume原来是*100************************//
                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; 
    }
}

---

五.代码资料获取方式

程序在微信公主号“嵌入式电子小白凯”发送“MAX30102资料”就可获取到程序资料下载。

各位读者如果感觉这篇文章对你有帮住的话，希望能点赞支持。