基于蓝牙实时智能跳绳的设计与实现(附件)【字数：10730】
本文设计一种供数字健身的智能跳绳，让跳绳数量实时显示在数码管上，该智能跳绳手柄处内置传感器，传感器来获取运动信息，得出的运动量通过手柄内置蓝牙发送数据给用户手机端，手柄处数码管具有实时显示的作用，从而实现健身者的运动量记录与监测。主要由芯片有STC89C52RC,主要电子元件包括蓝牙模块，LED数码管，旋转电机，霍尔元件。该设计让STC89C52RC单片机控制，霍尔元件在运动信息源头采集运动数据，用户跳绳的数量将其转换成电信号，经过霍尔传感器内部A/D转换电路变成数字信号送入51单片机中。经单片机的处理，从而显示被测用户跳绳的数量。并通过蓝牙发送数据到手机端。 3
目录
一、引言 7
（一）蓝牙实时智能跳绳的设计的目的及意义 7
（二）智能跳绳的国内外发展现状 7
二、系统的总体设计思想 8
三、系统的硬件结构设计 9
（一）霍尔脉冲计数模块设计 9
1.霍尔脉冲计数原理 9
2.霍尔脉冲计数方法 9
3.霍尔传感器工作特性及各引脚功能表 10
4.霍尔传感器电路图 10
(二).STC89C52单片机简介 11
1. 主要特性性能参数和功能特性 11
2.引脚图 11
3.主要引脚接口 12
（三）单片机最小系统设计 13
1.复位电路设计 13
2.晶振电路设计 14
（四）数码管工作电路模块设计 15
1.LED数码管 15
2.引脚定义 15
3.数码管工作原理 15
4.数码管驱动连接示意图 16
（五）.蓝牙模块的发送电路 17
1.选择HC05蓝牙模块的因素 17
2.HC05蓝牙模块主要特性 17
3.主要引脚 18
4.模块与手持设备连接示意图 18
5.模块配对 18
（六）电机 19
四、系统的软件设计 20
（一）智能跳绳的主程序的设计 20
（二）数码管显示程序设计 21
（三 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
）霍尔测数程序设计 22
(四)蓝牙的收发程序设计 23
(五)调试与测试 24
1.安装过程与实物图 25
2.未上电正反面 26
3.上电后数码管点亮电机旋转开始计数 28
4.排故过程 29
五、总结 30
六、致谢 31
参考文献 32
附录1总原理图 33
附录2总PCB 34
附录3元件清单 35
附录4源代码 36
一、引言
（一）蓝牙实时智能跳绳的设计的目的及意义
跳绳是一种最佳的减肥器材，有研究表明跳绳10分钟相当于慢跑半小时，高效率减肥的同时，还让全身肌肉匀称有力，使呼吸系统、心脏、心血管系统得到充分的锻炼。
但今时不同往日,随着科技的发展和人们对健康意识的提高,智能跳绳应运而生,实现了从里到外的脱胎换骨,成为了一种新型健康锻炼方式。与传统跳绳相比,智能跳绳的优势十分明显，省去了计数的麻烦。智能型电器产品由于它们的巨大优势将渐渐深入人们的生活中。?
传统跳绳往往采用人工计数的方法,一个人跳一个人计数,或者是自己心中默数。尝试过默数的人一定有这种体验:数着数着忘了数字而且呼吸和节奏都容易被打乱,随着时间的增长,错误率也会越来越高。不准确的计数,让你的功夫全白费!
智能跳绳带你远离无聊的人工计数,采用霍尔磁场传感器配合专业算法,保证0误差!比起人为计数，机械计数的准确率大大提高。带上一根绳,随时随地畅享快乐,不必从头数起,坏了兴致,让你从开始到结束始终无忧。
（二）智能跳绳的国内外发展现状
如tangram factory smart rope rookie跳绳。其主要能帮助提高有氧锻炼的效果，并借助连接式磁力传感器来记录跳绳的次数，然后通过手机的smartrope APP显示结果，两个手柄中的滚珠轴承确保动作流畅、自然。当跳绳与手机配对后，它能够准确将跳绳的每个整圈旋转记为一次跳跃，并能监测卡路里消耗量和锻炼时间。该 app 还可提供间隔训练建议，并通过解锁奖励、让你与朋友进行比赛来保持你的积极性。此外，你还可将它同步更好地了解自己的整体健康状况。同时产品的供电需要电池，蓝牙为4.0.因为蓝牙省电的原因。一次电池可供使用6个月。国内相关产品：如YUNMAI智能训练跳绳，手柄内部依靠高精度传感芯片，万象轴承。能做到150天的持久使用，也是蓝牙4.0实时同步上传到相应的手机APP上。值得一提的是，手柄还带有震动反馈。智能跳绳采用高精度传感器，配备CC2541进口蓝牙智能芯片，依靠多点检测，配合核心算法，计量数据准确可靠，通过蓝牙4.0高速传输数据，连接手机后将自动同步上传数据，及时同步云端。当完成目标后，握杆将以振动提醒训练结束，并生成运动简报，可以清楚知道自己的运动数据及卡路里消耗量。跳绳采用MicroUSB充电。
因此考虑到运动市场将来的日益壮大，运动器材的与时俱进很有必要，所以综上我们需要设计一款蓝牙实时智能跳绳来应对运动健身市场的需要。
二、系统的总体设计思想
单片机它的功能强大，体积小：组成的应用系统结构简单，有较强的电磁屏蔽。所以单片机的普遍可使用范围广。单片机的另一个特点就是指令系统能实时控制，所以适用于本设计产品的实时计数的要求。CPU可以直接对i/o进行输入输出操作及逻辑运算，有很强的处理能力，性价比高，有很强的调试能力。所以本次设计控制部分采用STC89C52芯片。数据显示部分使用八位数码管。
在跳绳时，绳子会绕过手柄，手柄内一圈一圈地产生物理信号，经过机电转换单元，输出电信号给霍尔传感器，霍尔传感器转换后，将模拟信号转化成数字信号，因此单片机可以对数字信号识别处理，即计算脉冲个数，由此可以得出跳绳绕过手柄的圈数，即跳绳的个数。单片机把得出的数据，利用数码管实时显示出来，并由系统的蓝牙模块，发射到手机上，待跳绳结束，即可在手机和数码管上看到自己跳绳的个数。计数结束后可以按reset键重新开始计数。
系统框图如图1所示：
图1 系统硬件结构图
目录
一、引言 7
（一）蓝牙实时智能跳绳的设计的目的及意义 7
（二）智能跳绳的国内外发展现状 7
二、系统的总体设计思想 8
三、系统的硬件结构设计 9
（一）霍尔脉冲计数模块设计 9
1.霍尔脉冲计数原理 9
2.霍尔脉冲计数方法 9
3.霍尔传感器工作特性及各引脚功能表 10
4.霍尔传感器电路图 10
(二).STC89C52单片机简介 11
1. 主要特性性能参数和功能特性 11
2.引脚图 11
3.主要引脚接口 12
（三）单片机最小系统设计 13
1.复位电路设计 13
2.晶振电路设计 14
（四）数码管工作电路模块设计 15
1.LED数码管 15
2.引脚定义 15
3.数码管工作原理 15
4.数码管驱动连接示意图 16
（五）.蓝牙模块的发送电路 17
1.选择HC05蓝牙模块的因素 17
2.HC05蓝牙模块主要特性 17
3.主要引脚 18
4.模块与手持设备连接示意图 18
5.模块配对 18
（六）电机 19
四、系统的软件设计 20
（一）智能跳绳的主程序的设计 20
（二）数码管显示程序设计 21
（三 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
）霍尔测数程序设计 22
(四)蓝牙的收发程序设计 23
(五)调试与测试 24
1.安装过程与实物图 25
2.未上电正反面 26
3.上电后数码管点亮电机旋转开始计数 28
4.排故过程 29
五、总结 30
六、致谢 31
参考文献 32
附录1总原理图 33
附录2总PCB 34
附录3元件清单 35
附录4源代码 36
一、引言
（一）蓝牙实时智能跳绳的设计的目的及意义
跳绳是一种最佳的减肥器材，有研究表明跳绳10分钟相当于慢跑半小时，高效率减肥的同时，还让全身肌肉匀称有力，使呼吸系统、心脏、心血管系统得到充分的锻炼。
但今时不同往日,随着科技的发展和人们对健康意识的提高,智能跳绳应运而生,实现了从里到外的脱胎换骨,成为了一种新型健康锻炼方式。与传统跳绳相比,智能跳绳的优势十分明显，省去了计数的麻烦。智能型电器产品由于它们的巨大优势将渐渐深入人们的生活中。?
传统跳绳往往采用人工计数的方法,一个人跳一个人计数,或者是自己心中默数。尝试过默数的人一定有这种体验:数着数着忘了数字而且呼吸和节奏都容易被打乱,随着时间的增长,错误率也会越来越高。不准确的计数,让你的功夫全白费!
智能跳绳带你远离无聊的人工计数,采用霍尔磁场传感器配合专业算法,保证0误差!比起人为计数，机械计数的准确率大大提高。带上一根绳,随时随地畅享快乐,不必从头数起,坏了兴致,让你从开始到结束始终无忧。
（二）智能跳绳的国内外发展现状
如tangram factory smart rope rookie跳绳。其主要能帮助提高有氧锻炼的效果，并借助连接式磁力传感器来记录跳绳的次数，然后通过手机的smartrope APP显示结果，两个手柄中的滚珠轴承确保动作流畅、自然。当跳绳与手机配对后，它能够准确将跳绳的每个整圈旋转记为一次跳跃，并能监测卡路里消耗量和锻炼时间。该 app 还可提供间隔训练建议，并通过解锁奖励、让你与朋友进行比赛来保持你的积极性。此外，你还可将它同步更好地了解自己的整体健康状况。同时产品的供电需要电池，蓝牙为4.0.因为蓝牙省电的原因。一次电池可供使用6个月。国内相关产品：如YUNMAI智能训练跳绳，手柄内部依靠高精度传感芯片，万象轴承。能做到150天的持久使用，也是蓝牙4.0实时同步上传到相应的手机APP上。值得一提的是，手柄还带有震动反馈。智能跳绳采用高精度传感器，配备CC2541进口蓝牙智能芯片，依靠多点检测，配合核心算法，计量数据准确可靠，通过蓝牙4.0高速传输数据，连接手机后将自动同步上传数据，及时同步云端。当完成目标后，握杆将以振动提醒训练结束，并生成运动简报，可以清楚知道自己的运动数据及卡路里消耗量。跳绳采用MicroUSB充电。
因此考虑到运动市场将来的日益壮大，运动器材的与时俱进很有必要，所以综上我们需要设计一款蓝牙实时智能跳绳来应对运动健身市场的需要。
二、系统的总体设计思想
单片机它的功能强大，体积小：组成的应用系统结构简单，有较强的电磁屏蔽。所以单片机的普遍可使用范围广。单片机的另一个特点就是指令系统能实时控制，所以适用于本设计产品的实时计数的要求。CPU可以直接对i/o进行输入输出操作及逻辑运算，有很强的处理能力，性价比高，有很强的调试能力。所以本次设计控制部分采用STC89C52芯片。数据显示部分使用八位数码管。
在跳绳时，绳子会绕过手柄，手柄内一圈一圈地产生物理信号，经过机电转换单元，输出电信号给霍尔传感器，霍尔传感器转换后，将模拟信号转化成数字信号，因此单片机可以对数字信号识别处理，即计算脉冲个数，由此可以得出跳绳绕过手柄的圈数，即跳绳的个数。单片机把得出的数据，利用数码管实时显示出来，并由系统的蓝牙模块，发射到手机上，待跳绳结束，即可在手机和数码管上看到自己跳绳的个数。计数结束后可以按reset键重新开始计数。
系统框图如图1所示：
图1 系统硬件结构图
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