MAX30102分析
前言
这篇主要是从数据手册的角度，解释初始化的过程。里面不包含代码，但是对初始化过程中用到的参数做了一些描述。
初始化
模式配置
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x09 | 模式配置 | SHDN：当为1时，关机 | RESET：当为1时，复位 | - | - | - | MODE[2] | MODE[1] | MODE[0] | RW |
其中MODE有三种可以取用的值，分别是010，011和111。
| 配置值 | 模式 | 有源led的状态 |
|---|---|---|
| 010 | 心率模式 | 仅红色 |
| 011 | SpO2模式 | 红色和红外线 |
| 111 | 多led模式 | 红色和红外线 |
网上代码向模式配置的地址传递0x40是执行复位操作，并不设置模式，所以直接传递了0。
传递0x40，这里主要说的时复位功能，后面还有模式配置
中断1使能
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x02 | 中断1使能 | A_FULL_EN | PPG_RDY_EN | ALC_OVF_EN | - | - | - | - | - | RW |
A_FULL_EN：只能在心率模式和SpO2模式模式下有效，是开启先进先出（FIFO）存储器的一个状态标志。表示的是数组已经满了的标志。
PPG_RDY_EN：只能在心率模式和SpO2模式模式下有效，开启PPG数据就绪的中断使能，每当有一组新的PPG数据准备好，就会有一个标志。
ALC_OVF_EN：环境光消除溢出的标志，当SpO2/HR光电二极管的环境光抵消功能达到其最大极限时，此中断就会被触发，此时，环境光正在影响ADC的输出。
传递0xE0，开启三个中断的使能
中断2使能
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x03 | 中断2使能 | - | - | - | - | - | - | DIE_TEMP_ RDY_EN | - | RW |
DIE_TEMP_ RDY_EN：内部温度标准标志使能，当内部模具温度转换完成时，将触发此中断，以便处理器可以读取温度数据寄存器。
传递0x02，开启温度处理的中断
FIFO写指针
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x04 | FIFO写指针 | - | - | - | FIFFO_WR_PTR[4] | FIFFO_WR_PTR[3] | FIFFO_WR_PTR[2] | FIFFO_WR_PTR[1] | FIFFO_WR_PTR[0] | RW |
FIFO写指针指向MAX30102写入下一个示例的位置，这个指针在FIFO上写完一个数据之后会向前移动一位。当MODE[2：0]为010、011或111时，也可以通过I2C接口进行更改。
传递0x00，清除数据，防止残留数据的影响。一种是设备断电后，数据会自动清零的，但是断电时间太短，电容里面的电还没有消耗完，再次启动，会导致数据有残留。另一种是上电时会因为电流的不确定性，导致内部有数据乱码，这种在oled的显示上特别明显，所以oled初始化的时候都会清一下屏幕。不知道是哪种情况，但是总归是清理一下比较好
FIFO溢出计算器
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x05 | FIFO溢出计算器 | - | - | - | OVF_COUNTER[4] | OVF_COUNTER[3] | OVF_COUNTER[2] | OVF_COUNTER[1] | OVF_COUNTER[0] | RW |
当FIFO满时，样品不会被推到FIFO上，样品就会丢失。OVF_COUNTER计算丢失的样本数量。它在0x1华氏度时达到饱和。当一个完整的样本从FIFO中“弹出”（即，删除旧的FIFO数据并将样本向下移位）时（当读取指针前进时），OVF_COUNTER被重置为零。
传递0x00，清除数据，同上
FIFO读指针
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x06 | FIFO溢出计算器 | - | - | - | FIFO_RD_PTR[4] | FIFO_RD_PTR[3] | FIFO_RD_PTR[2] | FIFO_RD_PTR[1] | FIFO_RD_PTR[0] | RW |
FIFO读取指针指向处理器通过I2C接口从FIFO获取下一个样本的位置。每次从FIFO中弹出样本时，这都会推进。处理器还可以在读取样本后写入这个指针，以便在出现数据通信错误时允许从FIFO中重读取样本。
传递0x00，清除数据，同上
FIFO配置
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x08 | FIFO配置 | SMP_AVE[2] | SMP_AVE[1] | SMP_AVE[0] | FIFO_ROL LOVER_EN | FIFO_A_FULL[3] | FIFO_A_FULL[2] | FIFO_A_FULL[1] | FIFO_A_FULL[0] | RW |
SMP_AVE：平均值，为了减少数据吞吐量，通过设置这个寄存器，相邻的样本（在每个单独的通道中）可以在芯片上进行平均和抽取。
| SMP_AVE | 平均量 |
|---|---|
| 000 | 1（不平均） |
| 001 | 2 |
| 010 | 4 |
| 011 | 8 |
| 100 | 16 |
| 101 | 32 |
| 110 | 32 |
| 111 | 32 |
FIFO_ROL LOVER_EN：FIFO被填满之后的控制。如果是0，在你读取之前都不会更新，如果是1，会更新覆盖之前的数据
FIFO_A_FULL：设置在什么时刻发出中断，当为0时，没有数据时发生中断，当为F时在数据被填满之后发出中断
| FIFO_A_FULL | 当发出中断时，FIFO中的空数据样本 | 当发出中断时，FIFO中的未读数据样本 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 32 |
| 1 | 1 | 31 |
| 2 | 2 | 30 |
| 3 | 3 | 29 |
| 4 | 4 | 28 |
| 5 | 5 | 27 |
| 6 | 6 | 26 |
| 7 | 7 | 25 |
| 8 | 8 | 24 |
| 9 | 9 | 23 |
| A | 10 | 22 |
| B | 11 | 21 |
| C | 12 | 20 |
| D | 13 | 19 |
| E | 14 | 18 |
| F | 15 | 17 |
传递0x0F，在还有15个空数据样本时产生中断
模式配置
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x09 | 模式配置 | SHDN：当为1时，关机 | RESET：当为1时，复位 | - | - | - | MODE[2] | MODE[1] | MODE[0] | RW |
其中MODE有三种可以取用的值，分别是010，011和111。
| 配置值 | 模式 | 有源led的状态 |
|---|---|---|
| 010 | 心率模式 | 仅红色 |
| 011 | SpO2模式 | 红色和红外线 |
| 111 | 多led模式 | 红色和红外线 |
传递0x03，这里是进行模式设置，在开头用的只是复位功能。设置为SpO2模式
SpO2配置
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | R/W |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x0A | SpO2配置 | - | SPO2_ADC_RGE[1] | SPO2_ADC_RGE[0] | SPO2_SR[2] | SPO2_SR[1] | SPO2_SR[0] | LED_PW[1] | LED_PW[0] | RW |
SPO2_ADC_RGE：SpO2 ADC范围控制。
| SPO2_ADC_RGE | LSB SIZE (pA) | FULL SCALE (nA) |
|---|---|---|
| 00 | 7.81 | 2048 |
| 01 | 15.63 | 4096 |
| 10 | 31.25 | 8192 |
| 11 | 62.5 | 16384 |
这里的ADC检测的是电流，以01为例，最低要有15.63pA的电流才能有数值，最大的电流是4096nA，也是说到这个数值后，ADC到达检测的最大值。这是18位分辨率的ADC，理论上此时数值应该是262144
SPO2_SR：SpO2的采样率控制。这些位定义了一个样本的有效采样率，该采样由一个红外脉冲/转换和一个红色脉冲/转换组成。采样率和脉冲宽度是相关的，因为采样率设置了脉冲宽度时间的上限。如果用户选择的采样率对于所选LED_PW设置来说太高，则将尽可能高的采样率编程到寄存器中。
| SPO2_SR | SAMPLES PER SECOND |
|---|---|
| 000 | 50 |
| 001 | 100 |
| 010 | 200 |
| 011 | 400 |
| 100 | 800 |
| 101 | 1000 |
| 110 | 1600 |
| 111 | 3200 |
SAMPLES PER SECOND代表的是每秒的采样数，也就是Hz
LED_PW：LED 脉宽控制和 ADC 分辨率。这些位设置LED脉冲宽度（IR和Red具有相同的脉冲宽度），因此间接设置每个样本中ADC的积分时间。ADC分辨率与积分时间直接相关。
| LED_PW | PULSE WIDTH (µs) | ADC RESOLUTION (bits) |
|---|---|---|
| 00 | 69 (68.95) | 15 |
| 01 | 118 (117.78) | 16 |
| 10 | 215 (215.44) | 17 |
| 11 | 411 (410.75) | 18 |
传递0x26，最低启动电流是15.63pA，采样率为100Hz，LED脉宽为215us。
LED脉冲宽度设置
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | RW |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x0C | LED脉冲幅度 | LED1_PA[7] | LED1_PA[6] | LED1_PA[5] | LED1_PA[4] | LED1_PA[3] | LED1_PA[2] | LED1_PA[1] | LED1_PA[0] | RW |
| 0x0D | LED脉冲幅度 | LED1_PA[7] | LED1_PA[6] | LED1_PA[5] | LED1_PA[4] | LED1_PA[3] | LED1_PA[2] | LED1_PA[1] | LED1_PA[0] | RW |
传递0x2F，用于设置脉冲。官方数据手册上说由于修剪问题，所以每个LED电流都可能有很大差异，而且数据手册上的数据并没有给全，暂时不写对应对应关系表
模具温度配置
| 地址 | 功能 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | RW |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x21 | 模具温度配置 | - | - | - | - | - | - | - | TEMP_EN | RW |
TEMP_EN：这是一个自清除位，当设置时，将从温度传感器启动单个温度读数。当该位设置为1时，该位在温度读数结束时自动清除为零。
传递0x01
