基于单片机的计步器设计(附件)【字数：9456】
目 录
第一章 引言 1
1.1背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文研究的内容 1
第二章 总体设计方案 2
2.1系统框图和系统原理图 2
2.2控制模块方案 3
2.3按键模块方案 3
2.4显示模块方案 4
2.5电源模块方案 4
第三章 芯片简介 5
3.1STC89C52单片机简介 5
3.2三轴加速度传感器ADXL345简介 6
3.3LCD1602液晶显示器简介 8
第四章 硬件电路设计 11
4.1主控制模块设计 11
4.2LCD1602显示模块电路设计 13
4.3按键模块电路设计 13
4.4三轴加速度传感器模块电路设计 14
4.5电源模块设计 14
第五章 系统软件设计 15
5.1总体程序结构设计 15
5.2LCD1602液晶软件设计 16
5.3连续读取ADXL345内部加速度程序 17
第六章 硬件实物 18
6.1硬件的组装与焊接 18
6.2运行界面 20
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 28
第一章 引言
1.1背景
现今人们的生活水平逐渐提升，人么在简单的温饱基础上日益重视自身的健康。计步器的意义不仅仅是作为一种单纯的测量仪器，来记录每次行走的步数并把它们累加起来。在可以直观的看到数据的情况下，人们可以针对自身的需要和情况制定有氧运动方案，并且计算出消耗的卡路里，更加科学的控制自己的健康状况。这种便携的计步器受到市场的追捧，同时具有简易的特点。
2007年，中华中医药学会发布的《亚健康中医临床指南》指出：亚健康状态是人体处于健康和疾病之间的一种暧昧态。亚健康的人群具体表现为在一定时间内的活力降低、器官功能和免疫适应能力衰退的症状。然而都市生活愈来愈趋近一种病态的快餐生活，出行基本靠城 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
市交通，饮食不规律和作息混乱。多次针对年轻人的健康调查都显示年轻人的身体素质在下降。
现代人时间紧凑，特意为了运动而挤出时间到正规的健身房、游泳馆去不是很大众的方案。更多的我们可以利用上下班和饭后的步行慢跑等有氧运动来代谢身体的废料从而提升免疫力和身体素质。
1.2国内外研究现状
世界上最早计步器构想是由意大利的伦纳德达芬奇提出的，但是历史现有保存的最早的计步器是在达芬奇死后150年，于德1667年完成的。那时的计步器在当时以牛马为主要运输工具的时代没有引起太多关注。随着时间的钟摆荡进近代电子器件迅速发展的时期，机械式的计步器被更灵敏便携的电子式计步器取而代之。
1.3本文研究的内容
本文研究的是基于STC89C52单片机，与ADXL345三轴加速度传感器构成一个满足计步功能的计步器。第二章对总体设计下的各个模块方案进行选择，第三章主要介绍单片机、液晶显示屏和ADXL345芯片，第四章对电路的设计和引脚接线进行设计，第五章对软件流程图以及计步检测的具体算法介绍。紧接着第六章对实物进行了调试和一一验证实现的功能。
第二章 总体设计方案
此次卡路里功能计步器的设计，选择合适的电源模块对单片机最小系统进行供电，三轴加速度传感器模块作为采集运动信息的核心，与此同时选取显示模块来直观的展现当前的步数、总步数以及消耗的卡路里，通过按键电路实现对体重步长的设置，步数的清零。只有通过设置与使用者对应的参数才可以准确计算出当前消耗的卡路里量。
2.1系统框图和系统原理图
ADXL345三轴加速度传感器模块会将使用者运动信号转换为数字信号传输给STC89C52单片机，并且显示在液晶屏上。系统框图如图21所示：
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图21系统框图
系统总原理图如图22所示：
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图22系统原理图
2.2控制模块方案
本设计采用的是基于单片机的卡路里计步器，所以考虑选用STC89C2单片机，此单片机选取的是片内式时钟电路，而且它可以完成上电复位的功能，与此同时选取STC89C2单片机的重要愿意之一也是此单片机的价格低廉并且获取途径较为广。
2.3按键模块方案
方案一：选用矩阵式键盘，矩阵式键盘的优点在于可以有效的减少I/O口的使用率。但缺点也非常明显，矩阵式的键盘结构复杂很多从而导致接线非常复杂。增加了焊接的难度。
方案二：选用独立按键电路，独立按键电路的有点在于每个I/O口都单独接一个按键，各个按键之间互不干扰独立工作。并且独立按键的接线相较于矩阵式键盘更加简单，编程上也较为容易。
综上所述，因为本次设计需要用的按键只有四个，而且考虑到焊接的难易度来说，所以决定选用独立按键方案作为系统的按键模块。
2.4显示模块方案
方案一：选用LED数码管，LED数码管是一种非常常见的显示设备，它是由许多发光二极管组成的。它的优点在于显示的延时时间短，可以迅速响应显示并且LED的数码管功耗低，节能也是它的优点之一。
方案二：LCD602液晶显示是一种由工业字符组成的LCD，在它的可视面积上可以同时显示16×02数量的字符。它的优点在于显示字符数量多，而且与单片机的接线简易不复杂。
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