运动计步器的设计(附件)【字数：9935】
摘 要时代在进步，财富在累积。可人们的身体健康标准却在一步又一步地后退。当人们有这个意识时，运动就成了人们改善自己身体素质的极其关键的必由之路。步行就是最佳的运动之一，是咱们老百姓最普遍的健身方式。而在你运动的过程中，计步器就可以利用自身的优势来让你知道你自己的身体状况，判断自身是否处于一个亚健康的水平。那如何判断呢？？就比如说人在运动时会产生的加速度，运动过程中消耗的卡路里，以及行走的路程多少等等方面。在这个系统中，我使用了以微控制器STC89C52为核心的计步器控制系统，来实现运动计步，分析消耗能量等方面的功能，同时利用具有体积小，功耗低的特点的三轴加速度传感器ADXL345来实现，最后通过显示屏LCD1602予以显示。软件部分通过C语言进行编程译写，分模块步骤完成设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课程研究的背景与意义 1
1.2计步器的发展与现状 1
1.3计步器的分类 2
1.4世面上的计步器种类 2
1.4.12D型 2
1.4.23D型 2
1.4.3手表型 3
1.4.4手机型计步器 3
1.4.5脂肪测量计步器 4
1.4.6收音机计步器 4
1.4.7计步腕带 4
1.5课题的目标与任务 5
第二章 计步器系统方案设计 6
2.1基于加速度信号检测的计步器原理 6
2.2大致框图 6
第三章 计步器硬件系统设计 8
3.1单片机芯片简介 8
3.1.1主要特性 9
3.1.2STC89C52RC单片机的工作模式 9
3.1.3串口通信 9
3.2LCD1602液晶显示屏简介 12
3.2.1LCD1602的管脚功能 12
3.3传感器ADXL345简介 13
3.3.1按键电路 14
第四章 计步器系统软件设计 15
4.1程序开发环境简介 15
4.2主程序流程图 15
第五章 设计的调试与分析 19
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
.1焊接注意点 19
5.2调试注意点 19
实物图 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录 25
原理图 25
第一章 绪论
1.1课程研究的背景与意义
距今计步器它的发展还是能够有根据的证实追寻到在达芬奇150年之后可证1667年代里建造而出的，人们认为意大利的伦纳德达芬奇是公认的第一个发明计步器的第一人，在日本的第一个研究发明出的第一个人是一位名叫Gcn．naiHiraga的人造出来的，大部分的人男女老少对这个计步器都不是特别的懂，认知度都比较低，尤其是中世纪经过漫长的岁月再到近代，所以它并未广泛地投入使用。这说明发明创造出一个机器，却未阐明它对人类的用处，大部分一般不会普遍的去用这样的机器。这种机器根据我们的历史，在日本已经存在于大众的视野里将近40年之久，日本人通常用这样的机器去在健身方面如跑步的时候计算人们跑步的步数还用来分析的，1965年的时候在日本的民间突然就流行起计步器而且被人们欢迎，整个这类的市场也变得火爆起来，其实在根本上我们可以直观的去想它其实是用摆钟作为一个研究的原理， 我们在这个机器上每踩一步都会有一个加重，然后它通过我们踩的加重收到然后检测并带一个计数器，而这个带着的是一个比较简单的。
如今随着经济的飞速发展，人们生活水平得到了广泛的提高，饮食方面的改变导致肥胖的人越来越多，随之而来的身体健康方面的问题也越来越多。而繁忙的工作和学习占据了人们大部分的时间，使得他们没有空闲的时间去运动，因此就需要一种简单的锻炼方法。运动计步器在人们跑步的那个时候，可以看出我们跑步的种种消耗，跑了多少的时间路程，还有我们的心率等等的数据，都能找到相关的测出来，让我们运动后能够知道我们到底跑的什么情况并且是看数据知道的，然后不断的改一改我们的不乐观的状态改善一下身体的健康，所以大家都觉得跑步比较合适，结合我们身体的运动出来的数据和我们的软件。
1.2计步器的发展与现状
针对计步器的设计与研究，然后这个情况就有了一种各种人研究了各种各样花样的运动类的比较实用的计步器， Android这个我们现在人知道的平台，张清就是通过这个，然后就实施各种的录我们的运动数据，用这样的功能在去弄在智能的并设计APP的这个设备上，用我们的新的测我们的脚步再一次一次的送入到这个系统里，手机里面的这个加速记放进去Android中，送到人们正在行走的时候的脚步下面的模块，再和检测的一起，再提前处理处理模块java设计。
一个简易的基于MCU的计步器应运而生，人运动时候加速然后有信号被这个加速对应的传感起来经过然后收到，然后这个运动产生的信号之后会被处理掉，处理操作包含了：分类移动次数、并计算距离、卡路里和其他信息。然后检测特征矩阵的峰值，并通过设定时间阈值、峰值幅度阈值分别获取相邻干扰峰值和弱运动干扰值，以获得采样周期的步数。末了将采样时间段的步数叠加起来以获得最终步数，采取特定的方式能够精准地获取步态信息，且一般情况下计步偏差会小于2%。
1.3计步器的分类
电子式计步器与机械式计步器从结构上来说完全不同。电子式计步器是通过应用上述加速度传感器的原理而设计出的一种计步器，通过检测人体走路时的步态来计算步行步数。电子计步器具有消耗低能量的优点，然而与此同时却拥有着很高的精确度和灵敏度。机械计步器则是通过是将震动转化为电脉冲信号的方式，在这一段过程中，不断稳定的采集电脉冲信号来达到统计人体行进步数的目的。虽然机械式计步器准确率和灵敏度不高，但是其成本低的优点也为它在市场中占得一席之地。
1.4世面上的计步器种类
1.4.12D型
上一代的2D振动传感器的本质为利用一个平衡标记在上下振动时，当平衡标记被打破时，一个触摸点可以进行压缩/运动，同时利用电子计数器记录最终加以显示，简易计步的功能就此实现！而人体所消耗的热量卡路里值以及路程计算都是通过电路完成，也称作机械式计步器。通常情况下我们在尝试利用2D型传统电子计步器时要让计步器保持自身竖直站立的状态，人们身体的颤抖幅度才可以被计步器感知，并且其记录的数据往往偏差较大，这也是2D型传统计步器的最大弊端，优点就是价格相对而言比较低廉。2D型计步器见图11。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课程研究的背景与意义 1
1.2计步器的发展与现状 1
1.3计步器的分类 2
1.4世面上的计步器种类 2
1.4.12D型 2
1.4.23D型 2
1.4.3手表型 3
1.4.4手机型计步器 3
1.4.5脂肪测量计步器 4
1.4.6收音机计步器 4
1.4.7计步腕带 4
1.5课题的目标与任务 5
第二章 计步器系统方案设计 6
2.1基于加速度信号检测的计步器原理 6
2.2大致框图 6
第三章 计步器硬件系统设计 8
3.1单片机芯片简介 8
3.1.1主要特性 9
3.1.2STC89C52RC单片机的工作模式 9
3.1.3串口通信 9
3.2LCD1602液晶显示屏简介 12
3.2.1LCD1602的管脚功能 12
3.3传感器ADXL345简介 13
3.3.1按键电路 14
第四章 计步器系统软件设计 15
4.1程序开发环境简介 15
4.2主程序流程图 15
第五章 设计的调试与分析 19
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
.1焊接注意点 19
5.2调试注意点 19
实物图 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录 25
原理图 25
第一章 绪论
1.1课程研究的背景与意义
距今计步器它的发展还是能够有根据的证实追寻到在达芬奇150年之后可证1667年代里建造而出的，人们认为意大利的伦纳德达芬奇是公认的第一个发明计步器的第一人，在日本的第一个研究发明出的第一个人是一位名叫Gcn．naiHiraga的人造出来的，大部分的人男女老少对这个计步器都不是特别的懂，认知度都比较低，尤其是中世纪经过漫长的岁月再到近代，所以它并未广泛地投入使用。这说明发明创造出一个机器，却未阐明它对人类的用处，大部分一般不会普遍的去用这样的机器。这种机器根据我们的历史，在日本已经存在于大众的视野里将近40年之久，日本人通常用这样的机器去在健身方面如跑步的时候计算人们跑步的步数还用来分析的，1965年的时候在日本的民间突然就流行起计步器而且被人们欢迎，整个这类的市场也变得火爆起来，其实在根本上我们可以直观的去想它其实是用摆钟作为一个研究的原理， 我们在这个机器上每踩一步都会有一个加重，然后它通过我们踩的加重收到然后检测并带一个计数器，而这个带着的是一个比较简单的。
如今随着经济的飞速发展，人们生活水平得到了广泛的提高，饮食方面的改变导致肥胖的人越来越多，随之而来的身体健康方面的问题也越来越多。而繁忙的工作和学习占据了人们大部分的时间，使得他们没有空闲的时间去运动，因此就需要一种简单的锻炼方法。运动计步器在人们跑步的那个时候，可以看出我们跑步的种种消耗，跑了多少的时间路程，还有我们的心率等等的数据，都能找到相关的测出来，让我们运动后能够知道我们到底跑的什么情况并且是看数据知道的，然后不断的改一改我们的不乐观的状态改善一下身体的健康，所以大家都觉得跑步比较合适，结合我们身体的运动出来的数据和我们的软件。
1.2计步器的发展与现状
针对计步器的设计与研究，然后这个情况就有了一种各种人研究了各种各样花样的运动类的比较实用的计步器， Android这个我们现在人知道的平台，张清就是通过这个，然后就实施各种的录我们的运动数据，用这样的功能在去弄在智能的并设计APP的这个设备上，用我们的新的测我们的脚步再一次一次的送入到这个系统里，手机里面的这个加速记放进去Android中，送到人们正在行走的时候的脚步下面的模块，再和检测的一起，再提前处理处理模块java设计。
一个简易的基于MCU的计步器应运而生，人运动时候加速然后有信号被这个加速对应的传感起来经过然后收到，然后这个运动产生的信号之后会被处理掉，处理操作包含了：分类移动次数、并计算距离、卡路里和其他信息。然后检测特征矩阵的峰值，并通过设定时间阈值、峰值幅度阈值分别获取相邻干扰峰值和弱运动干扰值，以获得采样周期的步数。末了将采样时间段的步数叠加起来以获得最终步数，采取特定的方式能够精准地获取步态信息，且一般情况下计步偏差会小于2%。
1.3计步器的分类
电子式计步器与机械式计步器从结构上来说完全不同。电子式计步器是通过应用上述加速度传感器的原理而设计出的一种计步器，通过检测人体走路时的步态来计算步行步数。电子计步器具有消耗低能量的优点，然而与此同时却拥有着很高的精确度和灵敏度。机械计步器则是通过是将震动转化为电脉冲信号的方式，在这一段过程中，不断稳定的采集电脉冲信号来达到统计人体行进步数的目的。虽然机械式计步器准确率和灵敏度不高，但是其成本低的优点也为它在市场中占得一席之地。
1.4世面上的计步器种类
1.4.12D型
上一代的2D振动传感器的本质为利用一个平衡标记在上下振动时，当平衡标记被打破时，一个触摸点可以进行压缩/运动，同时利用电子计数器记录最终加以显示，简易计步的功能就此实现！而人体所消耗的热量卡路里值以及路程计算都是通过电路完成，也称作机械式计步器。通常情况下我们在尝试利用2D型传统电子计步器时要让计步器保持自身竖直站立的状态，人们身体的颤抖幅度才可以被计步器感知，并且其记录的数据往往偏差较大，这也是2D型传统计步器的最大弊端，优点就是价格相对而言比较低廉。2D型计步器见图11。
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