健身计步器的设计课程设计论文

（4）记录本次健身的时间（可以分钟为单位）。
1.2.3
（1）每走1000步发出时候发出声音；
（2）设置一个复位开关，可以随时复位计数值。
2 设计思路
这次我设计的健身计步器由以下几个模块组成，它们分别是:传感器接受震荡反映产生波形模块、调理整形模块、计算步数模块、计算卡路里模块、1000步提醒模块、1kHz频率产生模块、分频模块和分钟显示模块、计数复位模块等组成。以上模块联系到一起便可设计成一个简单的健身计步器，具体功能实现如下所述：
经过调理电路和施密特触发器电路处理的信号便较规整可以用于计数了。
4.2
4.2.1
计步器计数装置
上图所示位健身计步器的计步部分，，每当脉冲上升沿到来的时候，计步部分的计数器从零开始计数，由于我用的示74LCV161D计数器，它原本是一个十六进制的计数器，我将其改接成十禁止的计数器，具体方法是加增加与非门，使之实现同步十进制计数。当地十个CP脉冲上升沿到达时，输出为1010过一个与非门译码后，反馈给置数端一个清零信号，立即使QD、QC、QB、QA返回到0000的状态，从新开始新的计数，开始新的计数周期，这样就跳过了1011-1111状态，使计数器清0重新计数构成了十进制的同步计数器，计数器的计数顺序时从右向左，依次纪录个位，十位，百位，千位，最多可以纪录跑的9999，扩展部分可以在计数器的输出端接非门，我们要求每跑1000步就会有提示音提示，这样可以在输出为QA端接一个非门，每当QA端输出信号，即跑到1000步时，“1”从QA端输出，通过非门后转化为了“0”，将信号传给声音提示系统实现提醒，声音提醒系统将在下
首先传感器将外界的信号转换成具有一定振幅的波形，经过调理电路将波形过滤并且放大，再见过斯密特触发器进行整形，这时输出的波形便是具有可以用来计数的脉冲信号，将其输入由四个十进制组成的计数显示器，在数码管中便可以显示最大为9999的步数。
同时将施密特触发器输出的波形用两个五进制连接成的二十五进制的分频器然后再接入计数器，便可以显示健身过程中所消耗的卡路里数。
4.1.2
由于传感器产生的波形小而且不稳定，我在信号处理的开始采用三级放大的调理电路和施密特触发器进行放大和整形，调理电路其一级别是对波形进行过滤，第二级和第三级都是对电路的放大，使信号更加有规律，削弱了一些干扰信号，这样一来便于以后信号的使用，
用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于VT+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。
同时将施密特触发器输出的波形用两个五进制连接成的二十五进制的分频器然后再接入计数器，便可以显示健身过程中所消耗的卡路里数。
有了计步显示和计量卡路里的装置的同时，我又在在计数器的百位向千位进制的脉冲引入一个由555组成的单稳态触发器和一个由555组成的多谐振荡器构成的定时电路中，在电路末端接入发声片，用以提醒健身者所走的步，每1000步发声片响5秒。
从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的VT+和VT-设置得合适，均能受到满意的整形效果。
课程设计论文
健身计步器的设计
中文摘要
改革开放三十年来，随着社会的不断进步，人们的生活水平也不断的提高了，许多人把健身当做每天的一门必修的功课，在诸多的健身方法中，跑步便成了他们最有效，最简单的运动方法，计步器也成了计量跑步时间、步数和消耗卡路里的最简易、有效的工具。
因此我设计了一款健身计步器，他的工作工程大致如下，首先传感器将外界的信号转换成具有一定振幅的波形，经过调理电路将波形过滤并且放大，再见过斯密特触发器进行整形，这时输出的波形便是具有可以用来计数的脉冲信号，将其输入由四个十进制组成的计数显示器，在数码管中便可以显示最大为9999的步数。
有了计步显示和计量卡路里的装置的同时，我又在在计数器的百位向千位进制的脉冲引入一个由555组成的单稳态触发器和一个由555组成的多谐振荡器构成的定时电路中，在电路末端接入发声片，用以提醒健身者所走的步，每1000步发声片响5秒。
我在计步器上同时设计了计时电路，它首先由555组成的多谐振荡电路产生的1000Hz频率信号，经过三个十进制计数器组成的千分频器，将频率信号变为1Hz的秒脉冲，再将其六十分频便可以产生分钟信号，经过译码显示，便可以记录健身者的健身时间。
我在计步器上同时设计了计时电路，它首先由555组成的多谐振荡电路产生的1000Hz频率信号，经过三个十进制计数器组成的千分频器，将频率信号变为1Hz的秒脉冲，再将其六十分频便可以产生分钟信号，经过译码显示，便可以记录健身者的健身时间。
在我的设计中，我将整个系统划分为若干个功能模块，传感器接受震荡反映产生波形模块、调理整形模块、计算步数模块、计算卡路里模块、1000步提醒模块、1kHz频率产生模块、分频模块和分钟显示模块、计数复位模块等组成。每个功能块还对应的相关的电路图，而且还详细的说明了电路图的组成元件，和各个元件的名称、功能、和运行原理，各个部件在此路中的作用，怎么实现所须的功能，合考虑了各方面的因素，选择最适合的器件。在较充分的原理和仿真实验的基础上，经过反复的调试与修改，最终达到了设计项目要求。
关键词电力系统，计数器，译码器，显示器，555定时器
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（1）掌握健身计步器的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉集成电路的使用方法。
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）健身计步器中的传感器将人走（跑）一步的振动以脉冲的形式发出，将此脉冲整形作为基准计步脉冲；
（2）可以记录走（跑）的步数，最大值为9999；
（3）假设每走25步可以消耗1卡的热量，所消耗卡路里的计数译码显示；
3 设计方框图
4 各部分电路设计及参数计算
4.1
4.1.1
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。一般线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。我们在这里采用一个加速度传感器作为健身计步器的信号采集部分。
为便于使用者方便，我还设计了置零按钮，它用SR锁存开光和逻辑开关构成，SR锁存器可以消去按动开关时的振荡干扰信号，使使用者不会在健身中错误将计步器归零。这大大增强了这个健身计步器的可操作性。
以上就是我设计的简易健身计步器的简单思路，它可以简单方便的显示健身者的运动量、消耗卡路里量和运动者的运动时间，能让健身者在健身过程中做到心中有数，给健身增添情趣，同时这个健身计步器也很实用的。