单片机驱动的低功耗计步器设计与实现

0 下载量 33 浏览量 更新于2024-06-24 收藏 3.17MB DOC 举报
"基于单片机的计步器设计及实现毕业设计论文.doc" 这篇毕业设计论文主要探讨了基于单片机的计步器的设计与实现,适用于电子信息工程专业的学习者。计步器作为一款常见的健康监测设备,可以追踪用户的运动进度,激励用户保持锻炼习惯,以改善身体健康和促进减肥。 在早期的计步器设计中,通常采用机械开关和简单的计数器,例如含有可移动的金属球或摆锤,通过物理运动来检测步伐。然而,这样的设计精度有限,且容易受到误触发的影响。 现代计步器则采用了更先进的技术,如ADXL345这种电容式三轴加速度传感器。这种传感器能够捕捉到人体运动时产生的加速度变化,提供更为精确的数据。加速度信号首先经过低通滤波器处理,以消除噪声和不必要的高频成分。然后,这些信号被送到单片机(本设计中使用的是STC89C52)的内置A/D转换器进行采样和数字化转换。 软件部分,计步器采用了自适应算法来实现计步功能,该算法能根据用户的运动模式自动调整,从而减少误计数,提高计步的准确性。同时,计步状态会通过单片机控制的液晶显示屏实时显示,为用户提供直观的反馈。 此外,整个计步器系统注重低功耗设计,工作电流仅为1-1.5mA,确保了长时间使用下电池寿命的延长。低功耗设计是现代便携式电子设备的一个关键特性,尤其对于需要长时间佩戴的健康监测设备来说。 关键词包括:计步器、加速度传感器、ADXL345和低功耗。这篇论文详细阐述了从硬件选择、信号处理到软件算法设计的全过程,对于理解如何利用微控制器技术构建高效、准确且节能的计步器具有很高的参考价值。
2023-02-27 上传
基于单片机的计步器设计及实现 摘要: 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。早期设计利用加重的机械开关检测步伐,并带有一个简单的计数器。晃动这些 装置时,可以听到有一个金属球来回滑动,或者一个摆锤左右摆动敲击挡块。 计步器功能可以根据计算人的运动情况来分析人体的健康状况。而人的运动情况可以 通过很多特性来进行分析。与传统的机械式传感器不同,ADXL345是电容式三轴传感器, 由它捕获人体运动时加速度信号,更加准确。信号通过低通滤波器滤波,由单片机内置 A/D转换器对信号进行采样、A/D转换。软件采用自适应算法实现计步功能,减少误计 数,更加精确。单片机STC89C51控制液晶显示计步状态。整机工作电流只有1- 1.5mA,实现超低功耗。 关键字:计步器;加速度传感器;ADXL345;低功耗 Design and realization of pedometer-based microcontrollers Abstract:Pedometer is a popular daily exercise progress monitor, can motivate people to challenge themselves, enhance physical fitness, to help lose weight. Early designs used a weighted mechanical switch detects the pace, and with a simple counter. When shaking the device, you can hear a metal ball to slide back and forth, left and right, or a pendulum swinging percussion stopper. Pedometer function can calculate the movement of people to analyze the situation of human health. And the movement of people can be analyzed by many features. With the traditional mechanical sensors differ, ADXL345 three-axis sensor is a capacitive acceleration signal by its human motion capture, and more accurate. Signal through a low pass filter, the microcontroller built-in A / D converter for signal sampling, A / D conversion. Software uses an adaptive algorithm pedometer function, reduce error count is more accurate. STC89C51 SCM control LCD pedometer state. Machine operating current of only 1-1.5mA, ultra-low power consumption. Key Words: pedometer; Acceleration sensor; ADXL345; low power consumption 目 录 1绪论 1 1.1论文研究的背景、目的及意义 1 1.2国内外研究现状 1 1.3本文研究的内容 2 2方案设计及选择 2 2.1设计要求 2 2.2传感器的选择 2 2.3 MCU微处理器的选择 4 2.4系统的总体设计 4 3系统的硬件设计 5 3.1微处理器电路模块 5 3.2计步器传感器采集模块 6 3.3显示模块 9 4软件设计 11 4.1软件流程图 11 4.2计步器算法的实现 11 5测试及分析 16 5.1系统调试及功能 16 5.2系统的测试 16 6总 结 18 [参考文献] 19 附录1 20 附录2 20 总结 36 1绪论 1.1论文研究的背景、目的及意义 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。 计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器,可以激励