max30102心率血氧算法（max30102心率血氧算法详解）



一． 简介

MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块（芯片）。 它集成了一个660nm红光LED、880nm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。 可通过软件关断模块，待机电流为零，实现电源始终维持供电状态,可运用于低功耗产品中。

MAX30102采用一个1.8V电源和一个独立的3.3V用于内部LED的电源，标准的I2C兼容的通信接口。 市面很多都将MAX30102芯片集成在一个PCB模块上，内部增加一个1.8V和3.3V LDO稳压电路，可对模块单独供5.0V电源，方便开发者进行开发。

二． MAX30102原理及参数

1. 芯片内部框图

从框图看，芯片可分为两部分，一部分为模拟信号采集电路，通过RED和IR灯发出特定波长的光，采集人体反射回来的光，经过PD管将光信号转化为电信号，最终通过18bit ADC转换器转化为数字信号。

第二部分为数字处理电路，将ADC转换出来的原始数据进行滤波处理后放置于缓冲区内； 单片机通过IIC接口读写芯片内部寄存器，读取出相应的数据；

2. 模块电路

芯片内部有3.3V-5.0V的LED电源和1.8V的逻辑电源，所以模块带有两路稳压电路，将5V电源分别转化为3.3V和1.8V；由于LED驱动电源的供电范围为3.3V-5.0V，3.3V稳压电路可省去。

由于MAX30102的逻辑电路的IIC通信电平为1.8V，这与我们常用的51单片机和STM32单片机的引脚电平不匹配。

这里有个解决方法，因为MAX30102的SDA、SCL、INT引脚为开漏，

可以将模块上的R1、R2、R3电阻去掉，对于51单片机来说，在SDA、SCL、INT引脚上分别加一个4.7-10k电阻上拉至5V；对于STM32单片机，只需要将相应的控制引脚配置为上拉模式即可。

模块只需要接上5V电源，SDA、SCL、INT引脚与单片机连接即可； IRD、RD一般不接，以STM32单片机接线为例（单片机采用模拟IIC的控制方式），如图：

三． MAX30102编程

MAX30102内部集成了一整套完整信号采集电路，包括光信号发射及接收、AD转换、环境光干扰消除及数字滤波部分，只将数字接口留给用户。 用户只需通过单片机的IIC接口（可用模拟IIC），对MAX30102内部的寄存器进行读写操作，就可以得到转换后的光强度数值。 最后需要通过相应的处理算法计算出心率值和血氧饱和度。

对于MAX30102的驱动程序，将其拆分出来，可分为标准IIC程序和MAX30102寄存器的读写操作，实现这两部分的编程，便完成MAX30102的驱动； 由于IIC程序比较常用，这里就不例举出来。 在完成IIC的通信程序后，实现以下程序；

（1）MAX30102写寄存器函数

（2）MAX30102读寄存器函数

（3）MAX30102读缓冲器FIFO

（4）MAX30102初始化（可根据自己的实际情况更改相应的配置）

（5）数据采集

此程序只演示读取出温度，读取血氧数据需要通过max30102_FIFO_Read函数读出；

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