c51单片机的运动计步器的设计与制作
目录
一、引言 1
二、方案设计 1
（一）设计要求 1
（二）传感器的选择 1
（三）MCU微处理器的选择 1
(四)显示器的选择 1
（五）系统设计 2
三、硬件设计 2
（一）单片机电路模块 2
（二）计步器传感器采集模块 4
（三）显示模块 5
四、软件设计 6
（一）软件流程图 6
五、制作与调试 7
（一）制作过程 7
（二）问题解决 8
（三）系统检测与调试 9
六、总 结 10
致 谢 11
参考文献 12
附录 13
一、引言
计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器，可以激励人们挑战自己，增强体质，帮助瘦身。随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们也越来越关注自己的健康。计步器作为一种测量仪器，可以计算行走的步数和消耗的能量，所以人们可以定量的制定运动方案来健身，并根据运行情况来分析人体的健康状况，因而越发流行。手持式的电子计步器是适应市场需求的设计，使用起来简单方便。
二、方案设计
（一）设计要求
(1)准确的感测人体的步行动作以及幅度。
(2)记录并且显示每次步行的步数。
(3)记录每次步行所消耗的脂肪。
（二）传感器的选择
表1 三种加速度传感器的比较
加速度计代表型号
LSM303DLH
MPU-6050
ADXL345
工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
电流
0.83
500
150
精度
0.0003g
0.0003g
0.008g
价格（元）
40.0
50.0
3.0
表1为目前市场上主要使用的三种传感器的价格以及性能的比较，综合比较本课题选择的三轴加速度传感器ADXL345作为计步传感器。
（三）MCU微处理器的选择
本次设计采用8位微控制器中的STC89C52单片机，STC89C52单片机是一种入门级微控制器，在高校的电子学习过程中为必学课程。同时它的价格也是非常便宜的。所以我们选择了这种价格便宜、低功耗、高性能的STC89C52单片机。
(四)显示器的选择
表2 三种显示器的比较
显示器种类
体积
温度
功耗
辐射
价格
CRT
大
易高温
高
大
LED
小
不易高温
低
少
高
LCD
小
不易高温
中
少
低
为了方便电路的设计，同时综合了表1的比较情况，本次设计采用了LCD1602显示器。
（五）系统设计
本次设计的计步器是由LED1602显示屏、ADXL345加速度传感器以及STC89C52单片机等组成。当人步行运动时由ADXL345传感器采集人运动的数据，经传感器内部A/D转换后，输入单片机内部，单片机处理后将数据输出，输出的数据由LCD1602液晶屏显示。
图1 总体方框图
三、硬件设计
（一）单片机电路模块
图2 单片机引脚图 图3 实物正面 图4 实物背面
表3 单片机各引脚连接
序号
单片机接口
功能
连接处
1
P1.0
寄存器传输
LCD-RS
2
P1.1
读取单片机数据
LCD-RW
3
P1.2
高低电平传输
LCD-E
4
P1.4
传感器数据采集
ADXL345-SDA
5
P1.5
传感器数据采集
ADXL345-SCL
6
P1.6
总步数复位
总步数复位开关
7
P1.7
当前步数复位
当前步数复位开关
8
RST
单片机复位
10K电阻
9
XTAL2
电路起振
Y1晶振
10
XTAL1
电路起振
Y1晶振
11
GND
接低电平0
接地
12
EA/VPP
P0.1
传输数据
LCD-D1
20
P0.0
传输数据
LCD-D0
2
SDA
数据传输
STC89C52-P1.4
3
5V
接高电平1
STC89C52-EA/VPP
4
3V3
四、软件设计
一、引言 1
二、方案设计 1
（一）设计要求 1
（二）传感器的选择 1
（三）MCU微处理器的选择 1
(四)显示器的选择 1
（五）系统设计 2
三、硬件设计 2
（一）单片机电路模块 2
（二）计步器传感器采集模块 4
（三）显示模块 5
四、软件设计 6
（一）软件流程图 6
五、制作与调试 7
（一）制作过程 7
（二）问题解决 8
（三）系统检测与调试 9
六、总 结 10
致 谢 11
参考文献 12
附录 13
一、引言
计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器，可以激励人们挑战自己，增强体质，帮助瘦身。随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们也越来越关注自己的健康。计步器作为一种测量仪器，可以计算行走的步数和消耗的能量，所以人们可以定量的制定运动方案来健身，并根据运行情况来分析人体的健康状况，因而越发流行。手持式的电子计步器是适应市场需求的设计，使用起来简单方便。
二、方案设计
（一）设计要求
(1)准确的感测人体的步行动作以及幅度。
(2)记录并且显示每次步行的步数。
(3)记录每次步行所消耗的脂肪。
（二）传感器的选择
表1 三种加速度传感器的比较
加速度计代表型号
LSM303DLH
MPU-6050
ADXL345
工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
电流
0.83
500
150
精度
0.0003g
0.0003g
0.008g
价格（元）
40.0
50.0
3.0
表1为目前市场上主要使用的三种传感器的价格以及性能的比较，综合比较本课题选择的三轴加速度传感器ADXL345作为计步传感器。
（三）MCU微处理器的选择
本次设计采用8位微控制器中的STC89C52单片机，STC89C52单片机是一种入门级微控制器，在高校的电子学习过程中为必学课程。同时它的价格也是非常便宜的。所以我们选择了这种价格便宜、低功耗、高性能的STC89C52单片机。
(四)显示器的选择
表2 三种显示器的比较
显示器种类
体积
温度
功耗
辐射
价格
CRT
大
易高温
高
大
LED
小
不易高温
低
少
高
LCD
小
不易高温
中
少
低
为了方便电路的设计，同时综合了表1的比较情况，本次设计采用了LCD1602显示器。
（五）系统设计
本次设计的计步器是由LED1602显示屏、ADXL345加速度传感器以及STC89C52单片机等组成。当人步行运动时由ADXL345传感器采集人运动的数据，经传感器内部A/D转换后，输入单片机内部，单片机处理后将数据输出，输出的数据由LCD1602液晶屏显示。
图1 总体方框图
三、硬件设计
（一）单片机电路模块
图2 单片机引脚图 图3 实物正面 图4 实物背面
表3 单片机各引脚连接
序号
单片机接口
功能
连接处
1
P1.0
寄存器传输
LCD-RS
2
P1.1
读取单片机数据
LCD-RW
3
P1.2
高低电平传输
LCD-E
4
P1.4
传感器数据采集
ADXL345-SDA
5
P1.5
传感器数据采集
ADXL345-SCL
6
P1.6
总步数复位
总步数复位开关
7
P1.7
当前步数复位
当前步数复位开关
8
RST
单片机复位
10K电阻
9
XTAL2
电路起振
Y1晶振
10
XTAL1
电路起振
Y1晶振
11
GND
接低电平0
接地
12
EA/VPP
P0.1
传输数据
LCD-D1
20
P0.0
传输数据
LCD-D0
2
SDA
数据传输
STC89C52-P1.4
3
5V
接高电平1
STC89C52-EA/VPP
4
3V3
四、软件设计
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