基于STM32单片机的跑步机心率检测proteus仿真原理图PCB

原创已于 2024-05-28 14:42:03 修改 · 2.6k 阅读

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#单片机 #stm32 #proteus

于 2022-11-29 09:47:04 首次发布

本文介绍了一款基于STM32F103RCT6单片机的智能运动设备，通过LCD1602实时显示跑步者的心率和速度，并配备按键控制功能及心率上限报警。设计还包括心率检测模块和电源接口，配合EXTI和TIM3实现定时和中断功能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

功能：
0.本系统采用STM32F103RCT6作为单片机
1.系统采用LCD1602液晶实时显示转速心率以及跑步时间等情况
2.系统设计有三个功能按键可以控制电机的启停以及复位跑步时间
3.心率检测采用成熟的功能模块，再将该信号经过比较器处理之后送入单片机
4.采用DC002作为电源接口可直接输入5V给整个系统供电
5.系统设置有心率上限值，一旦心率超过上限声光将会报警

原理图：
在这里插入图片描述

PCB ：
在这里插入图片描述

主程序：

#define __MAIN_C
#include "main.h"
#include "stdio.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_clkconfig.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "bsp_GeneralTim.h" 
#include "bsp_lcd1602.h"
#include "bsp_key.h"
#include "bsp_exti.h"

#define DIAMETER 30 //直径mm

volatile CreatByte Flag;
uint8_t datIndex = 0;
float heartRateBuf[6] = {0}; //暂存心率值
float heartRate = 0;
char tab0[16]; //显示内容缓存
uint16_t timeSecond = 0;
uint16_t timeMinute = 0;
uint16_t pulseCnt = 0;
uint32_t timeCnt = 0;

int main(void)
{	
    dispFlag = 1;
    refreshFlag = 0;
    updateFlag = 0;
    startFlag = 0;

    // 使用HSI，SYSCLK = 4M * RCC_PLLMul_x, x:[2,3,...16],最高是64MH
    HSI_SetSysClock(RCC_PLLMul_2); //使用内部8MHz晶振，并设置PLL输出为8MHz

    // GPIO端口初始化
    GPIO_Config();
    Key_GPIO_Config();
    LCD_GPIO_Init();

    LCD_Init();
    LCD_Clear();
    DelayMs(250);
    LCD_DispStr(0, 0, "    Welcome!    ");
    DelayMs(1000);
    LCD_Clear();
    sprintf(tab0, "Speed:%5.1fkm/h ", (float)pulseCnt * DIAMETER * 3.14 * 3.6 / 1000);
    LCD_DispStr(0, 0, tab0); //显示转速 第一行
    sprintf(tab0, "HR:%3dbpm %3dm%02d", (uint16_t)heartRate, timeMinute, timeSecond);
    LCD_DispStr(0, 1, tab0); //显示心率

    EXTI_MOTOR_Config();
    GENERAL_TIM_Init(); //初始化TIM
    GENERAL_TIM3_CH3_INPUT_CAPTURE(); //配置TIM3的CH3为输入捕获模式
    TIM_ITConfig(GENERAL_TIM3, TIM_IT_Update | GENERAL_TIM3_IT_CCx, ENABLE); // 开启更新和捕获中断

    while (1)
    {    
        if (refreshFlag == 1)
        {
            TIM_ITConfig(GENERAL_TIM3, TIM_IT_Update | GENERAL_TIM3_IT_CCx, DISABLE); // 关闭更新和捕获中断
            
            refreshFlag = 0;
            heartRateBuf[datIndex] = (float)timeCnt / 1000.0; //算出间隔时间
            timeCnt = 0;
            datIndex++;
            if (datIndex > 3) //记录到超过等于2次时间
            {
                datIndex = 1;   //计数从1开始
                updateFlag = 1; //测得2次开始显示
            }
            
            TIM_ITConfig(GENERAL_TIM3, TIM_IT_Update | GENERAL_TIM3_IT_CCx, ENABLE); // 开启更新和捕获中断
        }
        
        if (dispFlag == 1) //更新显示标志置位
        {
            dispFlag = 0; //更新显示标志清零
            if (updateFlag == 1) //如果显示关  检测心率是否真实
            {
                updateFlag = 0;
                heartRate = 60000 / ((heartRateBuf[1]/2) + (heartRateBuf[2]/2)); //心率计算 2次求平均值
                if (heartRate > 120)
                {
                    BUZZER_ON;
                }
                else
                {
                    BUZZER_OFF;
                }
                sprintf(tab0, "HR:%3dbpm", (uint16_t)heartRate);
                LCD_DispStr(0, 1, tab0); //显示心率
            }

            sprintf(tab0, "%3dm%02d", timeMinute, timeSecond);
            LCD_DispStr(10, 1, tab0); //显示时间
            sprintf(tab0, "Speed:%5.1fkm/h ", (float)pulseCnt * DIAMETER * 3.14 * 3.6 / 1000);
            LCD_DispStr(0, 0, tab0); //显示转速 第一行
            pulseCnt = 0;

        }

        KeyProcess();
    }
}

/*********************************************END OF FILE**********************/

仿真演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1FR4y1R7Kb/

实物演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1b5411X7f7/