本開發(fā)板采用了STM32F103RET6作為核心CPU，72MHZ工作頻率，512KB flash，64KB Sram。本開發(fā)平臺(tái)外設(shè)模塊有ESP8266 WIFI模塊、1.3寸LCD彩屏、SYN6288語音模塊、MAX30102心率血氧傳感器、AD8232心電圖監(jiān)測(cè)模塊、BH1750環(huán)境光傳感器、RGB全彩燈和3個(gè)按鍵。本開發(fā)平臺(tái)支持串口自動(dòng)下載電路和ST_Link下載接口。

1.功能展示

時(shí)鐘界面

心率采集界面

心電圖監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)天氣

2.模塊簡介

2.1 1.3寸TFT彩屏

超大可視角度:大于160°(顯示屏中可視角度最大的一種屏幕)

寬電壓供電(3V~5V),兼容3.3V和5V電平邏輯,無需電平轉(zhuǎn)換芯片

采用7線制SPI接口。

工作溫度范圍為工業(yè)級(jí)(-20℃~60℃)

軍工級(jí)工藝標(biāo)準(zhǔn),長期穩(wěn)定工作

本次使用屏幕為1.3寸LCD彩屏，分配率為240*240，驅(qū)動(dòng)IC為ST7789。SPI通訊方式。

ST7789VW是一款用于262K彩色圖形型TFT-LCD的單片機(jī)控制器/驅(qū)動(dòng)器。它由720個(gè)組成源極線和320柵極線驅(qū)動(dòng)電路。該芯片能夠直接連接到外部微處理器，并接受8位/9位/16位/18位并行接口。顯示數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在240x320x18位的片上顯示數(shù)據(jù)RAM。它可以執(zhí)行顯示數(shù)據(jù)RAM讀/寫操作，無需外部操作時(shí)鐘，以最大限度地減少功耗。此外，由于集成電源驅(qū)動(dòng)液晶所必需的電路；可以用最少的部件制造一個(gè)顯示系統(tǒng)。

2.2 ESP8266WIFI模塊

ESP8266 系列無線模塊是安信可科技自主研發(fā)設(shè)計(jì)的一系列高性價(jià)比WiFi SOC 模組。 該系列模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的 IEEE802.11 b/g/n 協(xié)議，內(nèi)置完整的 TCP/IP協(xié)議棧。用戶可以使用該系列模塊為現(xiàn)有的設(shè)備添加聯(lián)網(wǎng)功能，也可以構(gòu)建獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)控制器。

特性：

完整的802. 11b/g/n Wi-Fi SoC模塊；

內(nèi)置 Tensilica L106 超低功耗32位微型MCU，主頻支持 80 MHz和160 MHz，支持RTOS；

內(nèi)置1路10 bit高精度ADC；

支持UART/GPIO/ADC/PWM/SPI/I2C接口；

采用SMD-22封裝；

集成Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA；

支持多種休眠模式，深度睡眠電流低至 20uA

串口速率最高可達(dá)4Mbps；

內(nèi)嵌Lwip協(xié)議棧；

支持 STA/AP/STA+AP工作模式；

支持安卓、IOS的Smart Config（APP） /AirKiss（微信）一鍵配網(wǎng)；

支持串口本地升級(jí)和遠(yuǎn)程固件升級(jí)（FOTA）；

通用AT指令可快速上手；

支持二次開發(fā)，集成了Windows、Linux開發(fā)環(huán)境；

2.3 MAX30102心率血氧模塊

MAX30102是一種集成的脈搏血氧計(jì)心率監(jiān)測(cè)模塊。它包括內(nèi)部LED，光電探測(cè)器、光學(xué)元件和低噪聲電子器件具有環(huán)境光抑制。

MAX30102提供簡化設(shè)計(jì)過程的完整系統(tǒng)解決方案用于移動(dòng)和可穿戴設(shè)備。

MAX30102在單個(gè)1.8V電源上運(yùn)行以及用于內(nèi)部LED的單獨(dú)3.3V電源。通信通過標(biāo)準(zhǔn)I2C兼容。

MAX30102的SpO2（經(jīng)皮動(dòng)脈血氧飽和度）子系統(tǒng)包含環(huán)境光消除（ALC），連續(xù)時(shí)間∑-ΔADC和專有的離散時(shí)間濾波器。ALC有內(nèi)部跟蹤/保持電路，用于消除環(huán)境光，以及增加有效動(dòng)態(tài)范圍。SpO2 ADC具有可編程滿量程范圍從2μA到16μA。這個(gè)ALC可抵消高達(dá)200μA的環(huán)境電流。

MAX30102具有片上溫度傳感器，用于校準(zhǔn)SpO2子系統(tǒng)的溫度依賴性。溫度傳感器的固有分辨率為0.0625°C。設(shè)備輸出數(shù)據(jù)對(duì)IR LED的波長相對(duì)不敏感，其中紅色LED的波長對(duì)于正確解釋數(shù)據(jù)至關(guān)重要。與MAX30102輸出信號(hào)一起使用的SpO2算法可以補(bǔ)償與環(huán)境溫度變化相關(guān)的SpO2誤差。

MAX30102集成了紅色和紅外LED驅(qū)動(dòng)器，以調(diào)制用于SpO2和HR測(cè)量的LED脈沖。

使用適當(dāng)?shù)碾娫措妷?，LED電流可以從0編程到50mA。LED脈沖寬度可從69μs編程到411μs，以允許算法根據(jù)使用情況優(yōu)化SpO2和HR精度和功耗。

2.4 AD8232心電圖監(jiān)測(cè)模塊

AD8232是一款用于ECG及其他生物電測(cè)量應(yīng)用的集成信號(hào)調(diào)理模塊。該器件設(shè)計(jì)用于在具有運(yùn)動(dòng)或遠(yuǎn)程電極放置產(chǎn)生的噪聲的情況下提取、放大及過濾微弱的生物電信號(hào)。

該設(shè)計(jì)使得超低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或嵌入式微控制器能夠輕松地采集輸出信號(hào)。

AD8232采用雙極點(diǎn)高通濾波器來消除運(yùn)動(dòng)偽像和電極半電池電位。該濾波器與儀表放大器結(jié)構(gòu)緊密耦合，可實(shí)現(xiàn)單級(jí)高增益及高通濾波，從而節(jié)約了空間和成本。

AD8232采用一個(gè)無使用約束運(yùn)算放大器來創(chuàng)建一個(gè)三極點(diǎn)低通濾波器，消除了額外的噪聲。用戶可以通過選擇所有濾波器的截止頻率來滿足不同類型應(yīng)用的需要。對(duì)于可穿戴式運(yùn)動(dòng)器械， AD8232通常置于心臟附近的容器中。兩個(gè)檢測(cè)電極置于胸肌下面；無需使用驅(qū)動(dòng)電極。由于從心臟到AD8232的距離很短，因此心臟信號(hào)很強(qiáng)并且肌肉偽像干擾較小。

應(yīng)用

健身及運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)護(hù)儀

便攜式ECG

遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)

游戲外圍設(shè)備

生物電信號(hào)采集

2.5 SYN6288語音模塊

SYN6288-A語音合成模塊是一款性價(jià)比更高，效果更自然的一款中高端語音合技術(shù) 。 SYN6288-A通過異步串口接收待合成的文本，實(shí)現(xiàn)文本到聲音（TTS）的轉(zhuǎn)換。

國內(nèi)首款語音合成評(píng)估板SYN6288-A的推出繼承了OSYNO6188-A模塊的優(yōu)秀特點(diǎn)：最小體 積，硬件接口簡單，極高的性價(jià)比；除此之外，SYN6288-A文本識(shí)別更智能 ，語音合成更自然，語音合成效果和智能識(shí)別效果大幅度提高，是一款面向中高端應(yīng)用領(lǐng)域的語音合技術(shù) 。

特性：

支持GB2312、GBK、BIG5和UNICODE內(nèi)碼格式的文本；

清晰、自然、準(zhǔn)確的中文語音合成效果；可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成；

具有智能的文本分析處理算法，可正確識(shí)別數(shù)值、號(hào)碼、時(shí)間日期及常用的度量衡符號(hào)；

具備很強(qiáng)的多音字處理和中文姓氏處理能力；

支持多種文本控制標(biāo)記，提升文本處理的正確率；

每次合成的文本量最多可達(dá)20字節(jié)；

支持多種控制命令，包括：合成、停止、暫停合成、繼續(xù)合成、改變波特率等；

支持休眠功能，在休眠狀態(tài)下可降低功耗；支持多種方式查詢芯片工作狀態(tài)；

支持串行數(shù)據(jù)通訊接口，支持三種通訊波特率：9600bps，19200bps、38400bps；

支持6級(jí)音量調(diào)整；播放文本的前景音量和播放背景音樂的背景音量可分開控制；

可通過發(fā)送控制標(biāo)記調(diào)節(jié)詞語語速，支持6級(jí)詞語語速調(diào)整；

芯片內(nèi)固化有多首和弦音樂、提示音效和針對(duì)某些行業(yè)領(lǐng)域的常見語音提示音；

內(nèi)部集成19首聲音提示音，23首和弦提示音，15首背景音樂；

2.6 GY-302 BH1750光照度傳感器

GY-30是一款內(nèi)置ROHM-BH1750FLV芯片的數(shù)字光照強(qiáng)度模塊,用于光照強(qiáng)度采集。

BH1750FVl是一種用于RC總線接口的數(shù)字環(huán)境光傳感器LC。該芯片最適合于獲取移動(dòng)電話液晶顯示器和按鍵背光功率的環(huán)境光數(shù)據(jù)。在高分辨率(1~65535 l×)范圍內(nèi)檢測(cè)是可行的。

特性：

IIC總線接口

光強(qiáng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器

16位分辯率(1~65535)

直接數(shù)字輸出，省略復(fù)雜的計(jì)算，省略標(biāo)定

不區(qū)分環(huán)境光源，接近于視覺靈敏度的分光特性

2.7 主控MCU

STM32F103RET6是一款32位高密度性能微控制器單元，提供三個(gè)12位ADC和4個(gè)通用16位定時(shí)器以及兩個(gè)PMW定時(shí)器，以及多達(dá)兩個(gè)I2C、三個(gè)SPI和兩個(gè)I2S的標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)通信接口、一個(gè)SDIO、五個(gè)USART、一個(gè)USB和一個(gè)CAN。它集成了以72MHz頻率運(yùn)行的高性能ARM?Cortex?-M3 32位RISC內(nèi)核、高速嵌入式存儲(chǔ)器以及連接到兩條APB總線的各種增強(qiáng)型I/O和外設(shè)。64針通用微控制器單元(MCU)具有512kB閃存。

特征

ARM 32位Cortex?-M3中央處理器，72 MHz最大頻率,.25 DMIPS/MHz（雙音2.1）

256至512 KB的閃存

高達(dá)64 KB的SRAM

時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理

2.0至3.6 V應(yīng)用電源和I/O

POR、PDR和可編程電壓

4至16 MHz晶體振蕩器

內(nèi)部8 MHz晶體振蕩器

內(nèi)部40 kHz RC，帶校準(zhǔn)

32 kHz振蕩器，用于帶校準(zhǔn)的RTC

睡眠、停止和待機(jī)模式

RTC和備份寄存器的VBAT電源

3×12位，1μs A/D轉(zhuǎn)換器（最多21個(gè)通道）轉(zhuǎn)換范圍：0至3.6 V

2×12位D/A轉(zhuǎn)換器

DMA:12通道DMA控制器

支持的外圍設(shè)備：計(jì)時(shí)器、ADC、DAC、SDIO、I2S、SPI、I2C和USART

51個(gè)通用IO，所有可映射到16個(gè)外部中斷向量，幾乎所有5個(gè)V容限

8個(gè)定時(shí)器，每個(gè)計(jì)時(shí)器最多有4個(gè)IC/OC/PWM或脈沖計(jì)數(shù)器和正交（增量）編碼器輸入

2×16位電機(jī)控制PWM定時(shí)器，具有死區(qū)時(shí)間生成和緊急停止功能

2個(gè)看門狗定時(shí)器（獨(dú)立和窗口）

SysTick計(jì)時(shí)器：24位下計(jì)數(shù)器2×16位基本計(jì)時(shí)器，用于驅(qū)動(dòng)DAC

2×I2C接口（SMBus/PMBus）

5個(gè)USART（ISO 7816接口、LIN、IrDA功能、調(diào)制解調(diào)器控制）

最多3個(gè)SPI（18 Mbit/s），2個(gè)帶I2S接口復(fù)用

CAN接口（2.0B激活）

USB 2.0全速接口

SDIO接口

CRC計(jì)算單元，96位唯一ID

審核編輯黃宇