基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器

从拿到这款     美信   半导体的开发板到现在已经有超过两周时间了,上班也比较忙,试用报告拖的有点长。废话不多说,直奔主题:我主要用这款开发板设计了一个简单的计步器,主要功能有时间显示,实时监控个人走路步数,以及走的相应的里程数,和预估的卡路里消耗。这个只是一个简单的功能验证,因为没有外加输入设备,卡路里预估等都是按照正常人的理论值推算的,只是个理论值,只做参考。

拿到开发板后好好研究了一下这个开发板的资源,Cor     te   x-M4内核,flash 96kb,不需要担心空间问题,     RAM   也足够,就是IO口不是很多,但是对于穿戴设备已经很充足了。我选择了两个外设,一个0.96寸的O     LED显示屏   ,就是12864屏幕。还有一个3轴加速度     传感器   ,型号ADXL345,加速度传感器负责传感器数据采集,     OLED   显示屏负责数据显示。

OLED屏没有什么可讲的,买开发板开发板送的,自带S     PI   和IIC两种通信方式,介于IO口数量,我简单的改装了一下,和MAX32660开发板通过IIC接口连接,电源使用3.3V供电即可,屏自带升压。使用方便,这个屏功耗很低,满屏全亮才26ma,适合用于可穿戴设备。

ADXL345,ADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计,分辨率很高(13位),测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式,可通过SPI(3线或4线)或IIC数字接口访问。ADXL345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(3.9mg/LSB),能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。简单来说就是这颗加速度IC灵敏度很高。测量和读写速度都很快,我这边直接选择的SPI通信方式,理论要比IIC要快的多。

MAX32660,开发环境我就选择了我比较喜欢的     Keil   uVision5 环境,由于我一直用的都是Keil uVision4环境,一开始搭建这个环境的时候还遇到一些问题,好在管理员和美信半导体的技术支持都很给力,很快就都解决了。这颗     单片机   和我们普通使用的     STM32   还是有点区别的,IO口使用还有点不一样,其实每个新的单片机只要把IO口和     定时器   都调试好了,后面就都是功能函数了,这个就看项目需求和个人能力了。调试工具直接使用开发板送的CMSIS-DAP-DEBUGGER编程器,很方便,仿真和下载都要比我自己整的Stlink要快。

先上几张飞线图给大家看一下:

 基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器_设计制作_电源/新能源

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 基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器_设计制作_电源/新能源

 基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器_设计制作_电源/新能源

ADXL345使用的是以前项目上的板子,自己割下来飞线改装的,比较粗糙,但是可以使用。屏幕设计也比较简单,就放了几行字,也没有设计动画什么的,就是个Demo,仅仅显示最主要的功能,花哨的东西先不加了,美信半导体的这颗IC提供的IO口也都是很常用的IO口,串口,IIC,SPI和普通的IO口,应该是在现有的IC基础上精简的。没想到把我觉得很重要的     ADC   给省去了,这个在后续的使用中就没法直接检测电量了,或者需要我们自己去搭一个电量检测的     电路   ,虽然不难,但是在可穿戴设备寸土寸金的     板材   上就显得自带电量检测尤为重要了。我本来想的电量检测功能就缺失了,不过这颗IC官方宣称功耗非常低,一般可穿戴设备使用肯定没问题。屏幕第一行我就放了个时间显示,简单明了。第二行我放了总步数,第三行走的里程数,最后一行放的消耗的卡路里。除了时间以外,剩下的三个数据都依赖于加速度传感器的数值。在调试OLED屏幕的时候因为IO口配置问题,导致耽搁了好一会,后来直接每次使用IO口都重新按照需要配置一下,就解决问题了,这点和我使用比较多的STM32不太一样。有了前面的经验,ADXL345调试还是比较顺利,接线完成了后一次成功,首先把ADXL345的硬件ID号读出来一看是0XE5我就知道已经通信成功了。ADXL345D的原始数据是6个字节,需要拼接起来,再做数字滤波,减少干扰,最后还需要找个合适的算法,我这边直接找了个网上的算法,功能算实现了。ADXL345的程序网上也很多,IIC,SPI的都有,检测步数的程序也很多,具体的程序就不贴上来了。

 基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器_设计制作_电源/新能源

 基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器_设计制作_电源/新能源

本来还想     测试   一下这颗IC的低功耗的,这颗IC比我以往使用的低功耗IC都高级很多。可以使用1.8V供电,在RTC运行下已经到500多NA级别了,功耗真的是比较低的了,这次因为时间原因没能测试,后续我再测试,硬件低功耗程序上是比较容易实现的,关键是加上自己的需求后再保持低功耗才是难点。要求开发人员对     MCU   ,外设,程序都要理解透彻,才能调试到整个系统低功耗的平衡点。

 基于美信可穿戴与IOT超低功耗MAX32660设计的计步器_设计制作_电源/新能源

MAX32660官方宣称是为物联网专门设计的,从关键特性上看,性能的确比较强悍,加上优异的低功耗性能,是比较适合用于可穿戴或者医疗设备的。本来准备挂载一个nRF2     4L   01+2.4G无线射频和我们现有的基站对接上去的,后来因为没有现成的射频模块,又要自己割板焊接,时间问题先搁置了。有兴趣的网友其实可以放一个nRF51822的BT4.0     蓝牙   模块的,和MAX32660串口通信,也可以低功耗,关键有了蓝牙模块后就可以和手机连接,直接把数据通过蓝牙传输到手机APP,就是现在的智能手环的做法,有兴趣的小伙伴可以尝试一下。

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