簡(jiǎn)介

作者博客主頁：
https://blog.csdn.net/weixin_44578655

該文檔及相關(guān)資料系博主參加2020年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽的作品，關(guān)聯(lián)博客：
https://blog.csdn.net/weixin_44578655/article/details/109020022

資料鏈接（百度網(wǎng)盤）：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1WnXZ1bDB-cs1LRwfiP6rYg
提取碼：iqek

目錄：

原理圖、PCB

PCB是使用立創(chuàng)EDA繪制的，文件夾中的AD文件是從立創(chuàng)EDA導(dǎo)出的
導(dǎo)出后邊框和字符可能會(huì)有點(diǎn)問題。

推薦使用立創(chuàng)EDA！
由于編輯文檔時(shí)，立創(chuàng)EDA的工程還未發(fā)布：
可以過段時(shí)間查看我的LCEDA開源首頁：
https://oshwhub.com/doee

• ADS1292R心電采集模塊
• STM32F103C8T6最小系統(tǒng)模塊
• LMT70模塊

板子三部分通過跳線帽連接作為一體使用，也可以掰開單獨(dú)使用.

單片機(jī)的晶振使用的是8M有源晶振，另外晶振可以不用焊，程序默認(rèn)使用的是內(nèi)部晶振。

把LMT70的焊盤擴(kuò)大了，好焊一些，但不知道測(cè)溫手觸摸到焊盤會(huì)不會(huì)有影響。

為了元器件布局緊湊些，沒有留元件字符標(biāo)號(hào)。

服務(wù)器端工程源碼：

服務(wù)器端編譯環(huán)境為VS2019，語言為C#
如果是初次接觸上位機(jī)編寫，給大家推薦一個(gè)基礎(chǔ)入門的上位機(jī)設(shè)計(jì)教程：
https://www.cnblogs.com/liaocheng/p/9144317.html

服務(wù)器端工程的壓縮包包含多個(gè)工程：

最終使用的是上圖箭頭指向的版本。

在上圖的目錄下，有工程生成的exe文件，可以直接運(yùn)行

由于時(shí)間關(guān)系，該版本不完善，切換wifi和藍(lán)牙模式時(shí)，需要關(guān)掉重新打開再切換。

藍(lán)牙映射出的串口默認(rèn)波特率為115200
windows下如何更改藍(lán)牙虛擬串口的參數(shù)，詳見：

https://blog.csdn.net/px_528/article/details/70782059
TCP模式下的IP地址需要在源碼中更改，所以如果不打算參考源碼的話，這個(gè)服務(wù)器端的軟件是沒法直接使用的（比賽時(shí)間緊張，很多細(xì)節(jié)無法完善）

設(shè)備端各模塊

設(shè)備端的源碼我盡量注釋，代碼結(jié)構(gòu)盡量弄清晰一些，也就比賽完這段時(shí)間有心情去整理了。

設(shè)備端源碼文檔結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)框圖：

軟件框架：

這是在報(bào)告里寫的，為了高大上一點(diǎn)，就稱作“任務(wù)”了，不要被誤導(dǎo)，并不是多任務(wù)！

系統(tǒng)所有模塊均運(yùn)行在main函數(shù)的大循環(huán)中，通過軟件定時(shí)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的定時(shí)循環(huán)運(yùn)行。
軟件定時(shí)方法，以按鍵掃描舉例：

	if(sys_tick - key_tick >= 10)	
	{
		key_tick = sys_tick;
		//按鍵掃描、處理等等
	}

其中sys_tick是全局變量，每1ms會(huì)自增1（通過1ms的定時(shí)器中斷精確計(jì)數(shù)），用于系統(tǒng)運(yùn)行計(jì)時(shí)（一般稱為系統(tǒng)時(shí)基），有了它可以方便實(shí)現(xiàn)軟件定時(shí)。
上述代碼實(shí)現(xiàn)的效果是，每10ms，if判斷就成立一次，放在大循環(huán)里就可以實(shí)現(xiàn)10ms的定時(shí)，每10ms掃描一次，可以免去按鍵消抖，同時(shí)降低系統(tǒng)運(yùn)行開銷。
每個(gè)模塊的工作基本都采用這種方式實(shí)現(xiàn)軟件定時(shí)執(zhí)行，方便設(shè)定定時(shí)周期。

關(guān)于ADS1292模塊

連接線序
VIN—3.3V~5V
3V3—3.3V
GND—GND
DRDY—PA8
CS—PB12
CLK—PB13
DOUT—PB14
SDIN—PB15

其中“3V3”引腳專門為ADS1292模塊的數(shù)字部分供電，減少對(duì)模擬部分的干擾。
提供兩種選擇：

1. 使用外部的3.3V，也就是3V3引腳要接外部的3.3V，同時(shí)按圖示使用跳線帽將兩框選引腳短接。
   

2. 使用系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)壓出來的3.3V，這時(shí)候3V3引腳可以不接，需要按下圖接跳線帽。

心電電極貼片的位置
購買下圖這種導(dǎo)聯(lián)線的話：

根據(jù)顏色，按下圖方式連接，測(cè)出的心電波形才是正確的。

關(guān)于陀螺儀模塊

陀螺儀模塊部分我使用的是一個(gè)冷門的模塊，這個(gè)應(yīng)用只用到pitch軸，因此使用普通的MPU6050就可以。

陀螺儀模塊綁在腿上，實(shí)現(xiàn)步數(shù)測(cè)量，詳細(xì)內(nèi)容參見設(shè)計(jì)報(bào)告。

關(guān)于藍(lán)牙模塊和上位機(jī)

藍(lán)牙模塊使用HC05

由于系統(tǒng)最初是使用藍(lán)牙上位機(jī)的，因此工程中保留了藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送部分。

配套的藍(lán)牙調(diào)試上位機(jī)為：

相當(dāng)好用的一款上位機(jī)，在應(yīng)用市場(chǎng)可以搜索到，界面控件可以二次開發(fā)，這次電賽有好多做A題的組別都是直接使用的這款上位機(jī)，可以說這個(gè)APP作者拯救了一大波參加電賽的。

關(guān)于LMT70

LMT70可以通過IO口供電，這是手冊(cè)推薦的。
使用stm32自帶的12位ADC，加入均值濾波后數(shù)據(jù)挺穩(wěn)的。

關(guān)于esp8266

模塊的具體型號(hào)為esp8266-01s，初始化部分主要為AT指令配置wifi和服務(wù)器等。

esp8266是后期改的，由于板子上原來沒有留接口，就只能用藍(lán)牙的接口了，兩個(gè)模塊的供電電壓不太一樣（藍(lán)牙：3.6-6，esp8266：3.3V），因此加了一塊洞洞轉(zhuǎn)接板，板上有穩(wěn)壓模塊（不能用AMS1117，由于系統(tǒng)供電是鋰電池3.7-4.2V，而1117要求壓差比較大，必須使用低壓差LDO才可以正常輸出3.3V，這里使用的是TPS73233DBVR）

關(guān)于屏幕

鏈接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-22419023648.11.103e497cFxRZgy&id=526022333035

選“老款不帶片選CS”

這種SPI驅(qū)動(dòng)的LCD刷新速度還可以，至少心電波形的實(shí)時(shí)顯示還是可以滿足的。

店家提供stm32部分的源碼，設(shè)計(jì)PCB的時(shí)候也是按照屏幕例程中的引腳定義來的（使用硬件SPI）。

設(shè)備外殼

外殼使用solidworks繪制，材質(zhì)：亞克力、銅柱，設(shè)備：雕刻機(jī)、手。
最后一天時(shí)間比較急，手殘把屏幕的安裝孔畫錯(cuò)了，也能湊合裝。

設(shè)計(jì)報(bào)告

設(shè)計(jì)報(bào)告我們抽出整整一天來寫的，真實(shí)反映了作品內(nèi)容，報(bào)告上的相關(guān)方案也是實(shí)際采用的方案。

word版本的設(shè)計(jì)報(bào)告包含了Fir濾波器理論計(jì)算部分（pdf版本是最終提交的版本不含這部分）。隊(duì)友這塊的理論分析寫的超認(rèn)真，但由于最后超頁數(shù)了，提交之前被我一刀砍了。

制作成本

ADS1292R：30rmb左右一片
stm32f103c8t6: 10rmb
LMT70：10（不好焊） （自己做就別用這個(gè)玩意兒啦，換成NTC也可以）
其他元件<30rmb
屏幕：加郵費(fèi)46
鋰電池+充電模塊等：< 15rmb (3.7V小電池就行)
藍(lán)牙/WIFI模塊：<15rmb
陀螺儀模塊：如果使用MPU6050的話，5rmb就可以買到
導(dǎo)聯(lián)線：加郵費(fèi)30
心電電極：20
總共200rmb左右，相比電賽期間某寶動(dòng)輒300+的單獨(dú)心電模塊真是智者見智了。