任务16 电子计步器设计与实现[13页]
数字电子健身计步器设计
5
2012/12/14
答辩、写报告
打分
2012-12-14
沈 阳 工 程 学 院
数字电子电路课程设计成绩评定表
系（部）：电气系班级：供电本102学生姓名：吴智昂
指 导 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指 导 教 师 签 名：
年 月 日
评 阅 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2
工作量
工作量饱满，难度适中。
0.5
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.3
5
4
3
2
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
加权分合计
评 阅 教 师 签 名：
年 月 日
课 程 设 计 总 评 成 绩
分
中文摘要
我设计了一款健身计步器，他的工作工程大致如下，首先由方波信号源模拟震动产生方波，这时输入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。同时将此波形用两个74ls161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。我在计步器上同时设计了计时电路，用函数信号发生器发出1Hz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、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，经反复的仿真与调试，完成报告。
数字电子健身计步器设计
1.设计任务描述1.1设计题目：健身计步器1.2设计要求1.2.1 设计目的（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。
1.2.2 基本要求（1）健身计步器中的传感器将人每走（跑）一步的振动以脉冲形式发出，将此脉冲整形作为基准计步脉冲；(2) 可以记录走（跑）步数，最大值为9999；(3) 假设每走14步可以消耗1卡的热量，所消耗卡路里的计数译码显示；(4) 记录本次健身时间。
（可以分钟为单位）1.2.3 发挥部分（1）计步值的预置，当达到预置值时，发出庆祝的声音；（2）每走一千步发出提示音；（3）其他。
2.设计思路根据题目要求，我将健身计步器设计分为两部分，第一部分是计数部分，将震动由传感器变为的脉冲信号整形后输入计数器通过译码器译码最后经显示器分别显示出卡路里和及跑（走）的步数。
然后在卡路里电路部分通过门电路设计一个预置数，当达到预置数时与其连接的发光二极管会有发光提示；计步电路中的千步发出提示音则用一个555定时器组成单稳态触发器和一个555定时器组成的多谐振荡器和百步进位控制蜂鸣器从而在每1000步时发出响声。
第二部分是计时部分，首先由555多谐振荡器发出一个1000Hz的脉冲，经过三个74LS90计数器组成的1000分频器将其变成1Hz的脉冲，这时以秒为单位计时，考虑到应用健身器时一般不以秒算，则再经过两个74LS90计数器组成的60分频器后形成了以分为计时单位。
其余部分就是计数器加译码显示相同于计数部分的连接方法。
我设定的跑步时间不超过90分钟。
3.设计方框图震动脉冲 十进制计数器 译码器 十进制计数器步数显示六十分频器 555多谐振荡 十四进制计数器 1000步提示音译码器 能量显示444步二极管发光十进制计数器译码器时间显示4.各部分电路设计及参数计算4.1 译码驱动及显示电路图4.1.1译码驱动及显示电路译码器将十进制代码转换成对应输出的信号给显示器，显示数字。
电子计时器课程设计
电子计时器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子计时器的基本工作原理，掌握其构造和功能。
2. 学生能够运用电子计时器的相关知识，解决实际生活中的时间测量问题。
3. 学生掌握电子计时器与普通计时器的区别，了解电子计时器在现代科技领域的应用。
技能目标：1. 学生能够正确操作电子计时器，进行简单的计时实验。
2. 学生能够分析电子计时器的技术参数，进行计时器性能的比较和选择。
3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电子计时器应用电路。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子计时器及相关电子产品的兴趣，激发学生探索科技的热情。
2. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高学生的实践操作能力。
3. 增强学生的团队合作意识，培养学生在实际操作中解决问题的能力。
本课程针对中学生设计，结合电子计时器的相关知识，注重理论与实践相结合。
课程充分考虑学生的年龄特点，以培养学生的学习兴趣、动手能力和科学素养为主旨。
通过本课程的学习，学生能够掌握电子计时器的相关知识，提高实践操作技能，培养良好的科学态度和价值观。
为实现课程目标，教学过程中将注重目标分解，以具体的学习成果为导向，进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子计时器的基本原理：介绍电子计时器的核心部件，如振荡器、分频器、计数器等，阐述其工作原理及相互关系。
2. 电子计时器的种类与结构：分类介绍各类电子计时器，如数字式、指针式、计时计数器等，分析其结构特点及应用场景。
3. 电子计时器的功能与应用：讲解电子计时器的主要功能，如计时、计数、报警等，举例说明其在生活中的应用。
4. 电子计时器的使用与维护：详细说明电子计时器的操作方法，注意事项以及日常维护保养技巧。
5. 电子计时器电路设计：介绍简单的电子计时器电路设计原理，引导学生动手实践，培养创新能力。
教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，进行科学系统地组织。
教学大纲安排如下：第一课时：电子计时器的基本原理与结构第二课时：电子计时器的种类与应用第三课时：电子计时器的使用与维护第四课时：电子计时器电路设计实践教学内容注重理论与实践相结合，强调学生动手实践能力的培养。
电子计数器课程设计
电子计数器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电子计数器的基本原理，掌握其功能与操作方法；2. 学会使用电子计数器进行简单的计数、累加和清零操作；3. 了解电子计数器在日常生活和科学实验中的应用。
技能目标：1. 能够正确使用电子计数器进行数据统计，提高数据收集和处理能力；2. 培养学生动手操作、观察问题、分析问题、解决问题的能力；3. 学会运用电子计数器进行科学探究，提高实验操作技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子计数器的兴趣，激发学习科学技术的热情；2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人合作交流，共同解决问题；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们勇于尝试、探索新知识；4. 培养学生严谨、细心的学习态度，提高他们的科学素养。
本课程设计针对小学高年级学生，结合电子计数器的相关知识，注重理论知识与实践操作相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的年龄特点、认知水平和兴趣，以激发学生学习兴趣和动手能力为导向，培养学生的科学素养和创新能力。
通过具体的学习成果分解，使学生在掌握电子计数器相关知识的同时，提高自身综合素质。
二、教学内容1. 电子计数器的基本原理与功能- 计数器的工作原理- 电子计数器的种类与功能- 电子计数器在生活中的应用案例2. 电子计数器的操作方法- 认识电子计数器的外观与按键功能- 学习电子计数器的操作步骤- 掌握电子计数器的计数、累加和清零操作3. 电子计数器在实验中的应用- 实验数据收集与处理- 结合实验案例，学习使用电子计数器进行数据统计- 探讨电子计数器在实验中的优势与局限4. 教学实践与拓展- 设计实践活动，让学生动手操作电子计数器- 结合生活实例，进行问题分析与讨论- 探索电子计数器在科学技术领域的创新应用教学内容参照教材相关章节，结合课程目标进行系统组织。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过案例分析和实践操作，使学生深入理解电子计数器的基本原理和操作方法。
同时，拓展学生视野，培养他们的创新意识和实践能力。
电子计步器的设计
电子计步器的设计关键词：单片机液晶显示按键目录摘要 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
Abstract .................................................. 错误！未定义书签。
错误！未定义书签。
绪论 . (1)1 系统方案 (2)1.1设计方案 (2)1.2设计所要达到的要求 (2)2 硬件部分 (3)2.1硬件结构框图 (3)2.2硬件电路部分 (3)2.2.1 单片机主控制模块 (3)2.2.2 震动传感器SW-420模块 (7)2.2.3 LCD12232液晶显示模块 (8)2.2.4 按键模块 (9)3 软件部分 (10)3.1 整体程序设计 (10)3.2 第一屏程序设计 (11)3.3 第二屏程序设计 (12)3.4 第三屏程序设计 (13)4 系统板设计及测试 (15)4.1系统板PCB设计 (15)4.2系统板调试 (15)结论 (22)参考文献 (24)附录1 电路原理图 (25)附录2 主体程序 (26)绪论单片机具有控制功能强、体积小巧、处理数据的速度快、稳定可靠、硬件结构不复杂、使用方便、实现模块化、易于控制对象、环境适应能力强、便于生产便携式产品等优点，单片机广泛应用于汽车电子、仪器仪表、网络和通信、家用电器、医用设备、航空航天、模块化系统、特殊设备的自动化管理及控制等领域。
理论知识与动手操作相结合对于学习单片机是很重要的。
单片机的学习并不能只针对于具体某种型号的单片机。
而是通过某种型号单片机的学习，掌握单片机程序设计的思想。
从而在后续的开发与编程工作中，万变不离其宗。
基础理论知识包括数字电路、模拟电路、汇编语言和C语言知识。
单片机AT89C52内有1000次可擦写周期、8K 可重擦写Flash闪存器、8个中断源、三级加密程序存储器、32个编程I/O口线、3个16位定时/计数器、可编程串行UART通道。
电子技术课程设计计步器
电子技术课程设计计步器一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握计步器的基本原理和制作方法，通过实践活动，培养学生的动手能力和创新能力，提高学生对电子技术的兴趣和热情。
知识目标：使学生了解计步器的工作原理，掌握基本的电子电路知识，了解常用的传感器及其应用。
技能目标：培养学生能够独立完成计步器的组装和调试，提高学生的动手实践能力，培养学生的团队协作精神。
情感态度价值观目标：使学生认识到电子技术在生活中的应用，提高学生对科学技术的兴趣和热情，培养学生的创新意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括计步器的工作原理、传感器的选用、电子电路的组装和调试。
1.计步器的工作原理：介绍计步器的工作原理，使学生了解计步器是如何工作的。
2.传感器的选用：介绍常用的传感器及其应用，使学生能够根据需要选择合适的传感器。
3.电子电路的组装和调试：引导学生动手实践，组装和调试计步器，使学生能够将理论知识应用到实践中。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法：用于讲解计步器的工作原理和传感器的选用。
2.讨论法：用于讨论计步器的应用和制作过程中的问题。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解计步器的工作原理。
4.实验法：引导学生动手实践，培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供教材供学生学习和参考。
2.参考书：提供相关的参考书，帮助学生深入理解计步器的工作原理。
3.多媒体资料：制作多媒体课件，生动形象地展示计步器的工作原理和制作过程。
4.实验设备：准备实验设备，让学生能够亲自动手实践，提高学生的实践能力。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个方面，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答和团队协作等情况，以了解学生的学习态度和表现。
电子计步器的设计
信息工程学院传感器与测控技术实训报告设计课题：电子计步器的设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：1.设计任务描述1.1设计题目：电子计步器（1）系统需求（2）项目说明（3）项目综述1.2前期准备（1）知识储备（2）软件使用（3）关键元件的展示（4）原件清单1.2.1设计目的（1）掌握电子计步器的构成、原理与设计方法；（2）设计思路1.2.2基本要求，任务实施（1）实现计步功能(2) 计时功能(3) 暂停显示时间(4) 重置功能1.2.3发挥部分（1）定时功能，定时5秒后闪烁。
（2）二极管原来灯是灭的，5秒后就灭了。
1.2.4 总结（1）系统需求计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度的监控器，可以激励人们挑战自己，增加体质，帮助瘦身。
在电子记步器项目学习中，电子计步器随身携带，当人们行走是，利用震动传感器讲姓周的信号转换成开关量信号传送给单片，单片机累积后显示在数码管上。
为了携带方便，因此读者课考虑选择3.3V供电的低功耗单片机STC12L5A60S2,其内部资源及使用方法和STC12L5A60S2一样的，只是工作电压不一样。
本项目主要介绍了数码管的显示设计、振动传感器及C51指针的内容。
（2）项目说明根据以上需求，电子计步器系统功能被划分为以下模块，如图2.1所示：（3）项目综述1.2前期准备（1）常用的元件封装：（参考protel学习\protel元件封装）(2)软件使用2、原理图库在原理图的绘制中，要加入一下5个库文件：Miscellaneous Devices.ddbProtel DOS Schematic Libraries.ddbSim.ddbIntel Databooks.ddbTI Databooks.ddb改变mil和mm在view 中有个一个toggle unit ，或者按q键。
、在元件封装编辑中，如何改变snap的间距Tools –》layer options 中可以改变。
电子计步器设计报告范文
电子计步器设计报告范文一、设计背景随着现代生活节奏加快，人们的健康意识日益增强，对于日常步行量的掌控成为了不少人关注的焦点。
而电子计步器作为一种切实可行的步行量检测工具，得到了广泛应用。
本设计报告旨在设计一款功能强大且易操作的电子计步器，满足用户的需求。
二、设计目标本设计的电子计步器应具备以下功能和特点：1. 步数测量准确可靠：通过内置的传感器对人体运动进行实时检测，准确计算每日步数。
2. 运动数据统计：能够记录每日的步数、距离和消耗的卡路里等数据，并提供数据存储和查询功能。
3. 用户友好操作界面：设计简洁直观的用户界面，便于用户查看运动数据和设置个人信息。
4. 便携性：设计轻便小巧的外形，方便随身携带。
三、设计方案1. 硬件设计电子计步器的硬件设计包括主控芯片的选择、传感器模块的设计、电源管理等。
主控芯片选择了高性能的ARM Cortex-M系列芯片，具有较低的功耗和较强的处理能力，可以满足计步器的运行要求。
传感器模块采用了高精度的三轴加速度传感器，用于准确检测人体运动状态。
传感器的数据经过滤波和算法处理，可以实时计算步数并提供运动数据统计。
电源管理采用了锂电池供电，具有高效的充放电管理系统，能够提供稳定的电源供给。
2. 软件设计电子计步器的软件设计包括系统架构设计、界面设计、步数计算算法设计和数据存储管理等。
系统架构设计采用了分层的设计方案，将数据处理和界面显示分离，提高了系统的可扩展性和稳定性。
界面设计采用了简洁的用户界面，通过按钮和触摸屏交互方式，便于用户操作和查询运动数据。
步数计算算法采用了一种综合加速度数据和时间统计的算法，通过对传感器数据的实时处理，精确计算每一步的步数。
数据存储管理采用了非易失性存储器，能够持久保存运动数据，方便用户查询历史记录。
四、实施步骤1. 完成电子计步器的硬件设计，包括主控芯片的选择、传感器模块的设计和电源管理的实现。
2. 开发电子计步器的软件系统，包括系统架构的设计、界面的实现、步数计算算法和数据存储管理的开发。
电子课程设计计数器
电子课程设计 计数器一、课程目标知识目标：1. 学生能理解计数器的电子原理，掌握基础电路组成和功能。
2. 学生能运用所学知识，设计并搭建简单的电子计数器。
3. 学生了解计数器在日常生活和科技领域中的应用。
技能目标：1. 学生掌握基本电子元件的使用方法，如电阻、电容、二极管等。
2. 学生能运用逻辑门电路进行计数器设计，提高动手操作能力。
3. 学生通过团队协作，学会沟通与交流，共同完成计数器的设计与搭建。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在实践过程中，体验团队合作的重要性，培养集体荣誉感。
3. 学生通过学习电子技术，认识到科技对社会发展的贡献，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，注重学生动手操作能力的培养。
学生特点：学生处于初中阶段，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养创新思维和团队协作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 计数器原理及电路组成- 理解数字电路基础，特别是触发器的工作原理。
- 学习计数器的基本电路组成，包括时钟信号、触发器、计数器单元等。
2. 基本电子元件及应用- 认识并掌握常用电子元件，如电阻、电容、二极管、晶体管的功能和用法。
- 学习如何读取电子元件的参数和规格。
3. 逻辑门电路设计- 学习基本的逻辑门，如与门、或门、非门等的工作原理和应用。
- 利用逻辑门设计简单的计数器电路。
4. 计数器设计与搭建- 掌握4位或更多位的同步计数器设计方法。
- 学习使用面包板进行电路搭建和调试。
5. 计数器应用案例分析- 分析计数器在现实生活中的应用，如电子时钟、交通信号灯控制等。
- 探讨计数器在科技发展中的作用。
教学内容安排和进度：- 第一课时：介绍计数器原理和电路组成，认识基本电子元件。
- 第二课时：学习逻辑门电路设计，进行简单的计数器设计。
电子计步器课程设计
电子计步器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子计步器的原理与功能，掌握基本的使用方法，培养学生运用电子计步器进行健康管理的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.了解电子计步器的基本构成和原理；b.掌握电子计步器的操作方法和使用技巧；c.了解电子计步器在健康管理中的应用。
2.技能目标：a.能够正确使用电子计步器进行日常健康管理；b.能够分析电子计步器收集的数据，并作出相应的健康调整；c.能够运用电子计步器参与体育活动，提高锻炼效果。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对健康管理重要性的认识，提高自我管理意识；b.培养学生热爱科学、探索未知的精神，激发对电子技术的兴趣；c.培养学生合作、分享、积极向上的团队精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子计步器的基本原理：介绍电子计步器的工作原理，如传感技术、数据处理等；2.电子计步器的功能与结构：介绍电子计步器的各项功能，如计步、计程、卡路里消耗等，以及其硬件组成；3.电子计步器的操作方法：讲解如何正确使用电子计步器，包括开机、关机、设置等基本操作；4.电子计步器在健康管理中的应用：介绍如何利用电子计步器进行日常健康管理，如监测运动量、制定锻炼计划等；5.电子计步器数据的分析与处理：教授如何分析电子计步器收集的数据，以便作出相应的健康调整。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解电子计步器的原理、功能、操作方法等基本知识；2.实践操作法：引导学生动手操作电子计步器，加深对知识的理解；3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解电子计步器在健康管理中的应用；4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作能力和问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程要求的电子计步器教材；2.参考书：提供相关的电子技术、健康管理等方面的参考书籍；3.多媒体资料：制作教学PPT、视频等，以便更直观地展示电子计步器的使用方法和应用场景；4.实验设备：准备一定数量的电子计步器及其相关配件，以便学生进行实践操作。
电子记步器的制作方法
电子记步器的制作方法电子记步器是一种便携式设备，被广泛使用于计步、跑步、健身等活动中。
它可以记录用户的步数、距离、卡路里消耗等数据，并通过连接手机或电脑来同步数据。
下面我们将介绍一种简单的电子记步器的制作方法。
首先，我们需要准备以下材料和工具：1. Arduino开发板2. OLED显示屏（带有I2C接口）3. ADXL345三轴加速度传感器4. 电位器5. 面包板6. 连接线7. 电池接下来，我们按照以下步骤进行组装和编程。
第一步，将Arduino开发板、OLED屏幕和ADXL345传感器连接起来。
将Arduino的SDA引脚连接到OLED屏幕的SDA引脚，将Arduino的SCL引脚连接到OLED屏幕的SCL引脚。
然后将ADXL345的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚，将ADXL345的GND引脚连接到Arduino的GND引脚。
最后，将ADXL345的SDA和SCL引脚分别连接到Arduino的SDA和SCL引脚。
第二步，将电位器的两个引脚连接到Arduino的A0引脚和GND引脚。
第三步，将Arduino连接到电脑，并在Arduino IDE中编写代码。
代码主要包括两部分：显示屏的初始化和加速度传感器的读取。
在显示屏初始化的代码中，我们需要使用相关库函数设置显示屏的参数、字体等。
通过调用这些函数，我们可以在屏幕上显示步数、距离和卡路里消耗等信息。
在加速度传感器读取的代码中，我们需要使用相关库函数读取加速度传感器的数据，并根据数据的变化来计算步数。
通过累加步数，我们可以实时更新步数的显示。
第四步，将代码烧录到Arduino开发板中，并将开发板与整个电路连接。
然后，将电池连接到Arduino的适当引脚上，以供电。
最后，将整个电路装入一个适当的外壳中，以保护电路和显示屏。
现在我们的电子记步器就制作完成了。
总结起来，电子记步器的制作方法大致如下：1. 连接Arduino开发板、OLED屏幕和ADXL345传感器。
(数电)健身计步器的设计
（数电）健身计步器的设计健身计步器的设计1 设计任务描述 1.1 设计题目:健身计步器的设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的(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。
1.2.2 基本要求(1)健身计步器中的传感器将人每走(跑)一步的振动以脉冲形式发出，将此脉冲整形作为基准计步脉冲;(2)可以记录走(跑)步数，最大值为9999;(3)假设每走14步可以消耗1卡的热量，所消耗卡路里的计数译码器;(4)记录本次健身时间。
(可以分钟或秒为单位)1.2.3 发挥部分(1)计步值的预置，当达到预置值时，发出庆祝的声音;(2)每走1000步发出提示音;(3)其他。
- 1 -沈阳工程学院课程设计,论文～2 设计思路根据健身计步器设计的要求，由于对脉冲的要求不同，我设计的健身计步器从总的来说共有两部分组成，其中计时部分是由555定时器组成的多谐振荡器，分频器，计数器，显示器组成的，而计数部分由传感器，分频器，计数器，显示器组成。
在计时部分，首先由555多谐振荡器发出一个99Hz的脉冲，经过两个十进制4017计数器组成的分频器将其变成1Hz的脉冲，然后此脉冲通过两个74HC390组成六十进制的分频，将秒脉冲转变成分脉冲，这样就形成了以分为计时单位，接着脉冲到达计数器和显示器从而达到跑步时间的显示。
在计数部分人的振动信号通过传感器转变成脉冲信号，人每走一步形成一个脉冲。
脉冲经过计数器计数，显示器把步数显示出来。
与此同时步行脉冲经过十四分频器达到每走十四步输出一卡的能量，通过计数器，显示器等一系列器件达到显示能量的目的。
- 2 -健身计步器的设计3 设计方框图- 3 -沈阳工程学院课程设计,论文～4 各部分电路设计及参数计算4.1 脉冲信号产生电路4.1.1 脉冲信号产生电路图4.1 分脉冲的生成本部分电路如图4.1.1所示，由555振荡器、两个4017计数器通过串联方式组成。
555振荡发生器电路给计时器提供一个频率稳定准确的99Hz的方波信号，可保证计时器的走时准确及稳定。
基于STM32的电子计步器的设计与实现
基于STM32的电子计步器的设计与实现基于STM32的电子计步器的设计与实现随着生活节奏的不断加快,留给人们的锻炼时间越来越少,走路和跑步成为人们日常生活中为数不多的运动之一。
计步器携带方便，能很好地完成量化运动量的目标。
因此，最近几年各种计步器以及计步软件大量出现。
鉴于人们对于步数检测准确度的要求以及使用便利的需求，十分有必要设计一套计步算法并应用于相关的计步器。
本设计的研究目的是设计出一款高精度、便携的计步器。
本设计的主要难点在于数据滤波算法以及计步检测算法的研究。
首先，本设计分析了几种数据滤波的方法，选择了比较适合的卡尔曼滤波算法。
接着，分析了现有的几种计步检测算法，包括动态阈值算法和峰值检测算法。
发现这些算法都不是很准确，所以本文设计了一种新的计步检测算法，提高了计步检测的精度，为其他研究者在步数检测方面提供了一种较好的解决方案。
最后，本设计还采用了TFT彩屏的人机交互界面，可以实时显示卡路里、时间以及步数。
通过实际调试过程中的不断改进，实现了计步器的准确检测。
关键词：计步器MEMS传感器滤波步数检测目录1 绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 章节安排 (2)2 系统总体设计方案 (3)2.1 设计目标 (3)2.2 系统架构分析 (3)2.3 系统方案分析 (3)2.3.1 佩戴位置选择 (3)2.3.2 MEMS惯性传感器的数据读取 (4)2.3.3 数据融合与滤波 (5)2.3.4 计步算法 (8)3 系统硬件设计 (9)3.1 系统硬件电路总体设计 (9)3.2 单片机最小系统设计 (9)3.3 MEMS传感器 (10)3.4其他外围电路 (11)3.4.1 电源转换 (11)3.4.2 TFT彩屏电路 (11)3.4.3 无线串口通信 (12)4 系统软件设计 (13)4.1 系统软件总体设计 (13)4.2中断设计 (14)4.2.1 定时器中断 (14)4.2.2 串口中断 (15)4.2.3 中断优先级判断 (16)4.3 MPU6050原始数据采集 (16)4.3.1 陀螺仪和加速度计的配置工作 (16) 4.3.2 串行口的配置工作 (17)4.3.3 IIC读取姿态传感器数据 (17)4.4 数据处理 (18)4.4.1 数据类型统一 (18)4.4.2 卡尔曼滤波 (19)4.5 计步算法 (21)4.6 无线串口通信 (22)5 系统调试 (23)5.1 系统调试上位机 (23)5.2 标定MPU6050零点 (23)5.3 卡尔曼滤波参数调试 (23)5.4 计步测试 (24)6 总结与展望 (25)6.1 总结 (25)6.2 展望 (25)6.3 课题研究对环境以及社会的影响 (26)附录 (27)附录一系统硬件原理图和PCB (27)附录二系统实物图 (28)附录三系统核心 (28)1 绪论1.1 研究背景和意义随着社会不断进步以及生活水平不断提高，人们逐渐开始重视自身的健康。
基于单片机的计步器设计及实现
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，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 microcontrollersAbstract ：Pedometer is a popular daily exercise progress monitor, canmotivate 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 humanm otion 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 , ultra-low power consumption.Key Words: pedometer; Acceleration sensor; ADXL345; low power consumption目录1 绪论.............................论文研究的背景、目的及意义 ................国内外研究现状 ......................本文研究的内容 ......................2 方案设计及选择. .......................设计要求 ..........................传感器的选择 ........................MCU微处理器的选择.....................系统的总体设计 (4)3系统的硬件设计. .......................微处理器电路模块 ......................计步器传感器采集模块 (6)显示模块 (9)4软件设计 (11)软件流程图 (11)计步器算法的实现 (11)5测试及分析 (16)系统调试及功能 (16)系统的测试 (16)6总结............................[ 参考文献] ..........................附录 1 ..............................附录 2 ..............................361 绪论论文研究的背景、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。
电子计步器的设计
电子计步器的设计关键词：单片机液晶显示按键目录摘要 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
Abstract .................................................. 错误！未定义书签。
错误！未定义书签。
绪论 . (1)1 系统方案 (2)1.1设计方案 (2)1.2设计所要达到的要求 (2)2 硬件部分 (3)2.1硬件结构框图 (3)2.2硬件电路部分 (3)2.2.1 单片机主控制模块 (3)2.2.2 震动传感器SW-420模块 (7)2.2.3 LCD12232液晶显示模块 (8)2.2.4 按键模块 (9)3 软件部分 (10)3.1 整体程序设计 (10)3.2 第一屏程序设计 (11)3.3 第二屏程序设计 (12)3.4 第三屏程序设计 (13)4 系统板设计及测试 (15)4.1系统板PCB设计 (15)4.2系统板调试 (15)结论 (22)参考文献 (24)附录1 电路原理图 (25)附录2 主体程序 (26)绪论单片机具有控制功能强、体积小巧、处理数据的速度快、稳定可靠、硬件结构不复杂、使用方便、实现模块化、易于控制对象、环境适应能力强、便于生产便携式产品等优点，单片机广泛应用于汽车电子、仪器仪表、网络和通信、家用电器、医用设备、航空航天、模块化系统、特殊设备的自动化管理及控制等领域。
理论知识与动手操作相结合对于学习单片机是很重要的。
单片机的学习并不能只针对于具体某种型号的单片机。
而是通过某种型号单片机的学习，掌握单片机程序设计的思想。
从而在后续的开发与编程工作中，万变不离其宗。
基础理论知识包括数字电路、模拟电路、汇编语言和C语言知识。
单片机AT89C52内有1000次可擦写周期、8K 可重擦写Flash闪存器、8个中断源、三级加密程序存储器、32个编程I/O口线、3个16位定时/计数器、可编程串行UART通道。
数字计步器设计
数字电子技术课程设计报告数字计步器设计山科大日期：2014年 1 月 6 日指导教师评语一、设计任务（一）、系统功能本课程设计是设计数字计步器，要求采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，主人走一步的时候，开关闭合一次，同时还应具备清零的功能。
为了实现对移动步数的累计，在人体移动时水平位置发生变化从而触动水银开关使电路实现间断性的接触，从而产生脉冲信号使计数电路实现累计，达到记录人体移动步数的目的。
具体具有功能如下：（1）采用4位显示数码管记录步数，（2）采用水银开关，人行走一步，开关闭合一次，计数加一，加法计数器，（3）有清零，重启，暂停功能。
（二）数字计步器设计数字电路设计任务1．系统框图与原理图设计2．系统电路原理EDA设计与仿真3．硬件调试（三）EDA仿真实验条件要求大部分仿真用计算机软件Quartus II9.0来完成，进行仿真要求能够实现主体功能，实验结果存在的问题，要在报告中分析其原因。
二、设计内容1、系统框图与原理图设计1.1 芯片选择及系统框图74LS390是双十进制的，相当于两个单十进制的计数器。
并且74LS160的清除端是异步的，异步计数器中容易出现的计数尖峰从而影响实验结果。
故选用74LS390。
用74LS390就可以实现0-99的进位为实现0-9999的进位可用两片74LS390再加上四片74LS247译码器和四个LED数码管就可以很好的将74LS390输出的数字显示出来。
电路的结构大致可分为4部分：输入部分，计数部分，译码部分，显示部分。
系统大致框图如下：1.2系统原理74LS390是下降沿触发的计数器，当开关J2开合时瞬间会产生一个下降沿脉冲，计数器开始工作。
输出端将数以二进制的形式输入到译码器的输入端,译码器将数译码后输入到数码管使其显示计数器所计的数。
由于74LS390是一个双十计数芯片，下一级的计数器的脉冲输入端INA的信号是由上一级的74LS390的输出端QA和QD相与后的输出提供的。
数字电子 健身计步器设计
1 设计任务描述1.1设计题目：健身计步器1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 掌握健身计步器的构成，原理和设计原理；(2)熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求（1）健身计步器中的传感器将人每走（跑）一步的振动以脉冲形式发出，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；（4）记录本次健身的时间（可以分钟或秒为单位）。
1.2.3 发挥部分（1）计步值的预置，当达到预置值时，发出庆祝声音；（2）每走1000步发出提示音；2 设计思路根据本次数电课程设计的要求，此次设计的健身计步器主要由五个部分组成，其中振荡器和分频器组成标准的秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时和计步系统。
秒信号送入计数器进行计数，把累计的结果以“秒”“分”“时”的十进制数字显示出来。
“分”“秒”显示分别由60进制计数器、译码器和显示器构成，“时”显示由24进制计数器、译码器和显示器构成。
（1）震荡电路的设计：可采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器。
选用石英晶体构成多谐振荡器，振荡器的频率为32768赫兹。
（2）分频电路的设计：采用14分频和2分频电路，最终得到1HZ的方波信号供秒计数器进行计数。
（3）时、分、秒计数电路的设计：时间计数电路由秒个位和秒十位,分个位和分十位及时个位和时十位计数器电路组成,其中秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位为24制计数器。
（4）译码显示电路设计：将计数器输出的8421BCD码转换成数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
（5）十四进制电路的设计：采用74LS160接收输入脉冲，每十四步消耗1卡路里的能量，统计范围从0-9999。
此外，我在发挥部分选择的是每到达一个1000步健身计步器自动发出响声。
智能人体计步器的设计
智能人体计步器的设计随着人们对健康生活的重视和对科技的不断追求，智能人体计步器成为了现代生活中不可或缺的一个健康小工具。
它不仅可以帮助人们实时监测自己的步数和运动量，还能提供睡眠监测、心率监测等功能，为人们的健康提供了全方位的保障。
设计一款功能强大、操作简便、外观时尚的智能人体计步器成为了目前市场上的一大需求。
本文将从功能设计、外观设计和用户体验等方面，介绍智能人体计步器的设计思路和方法。
智能人体计步器需要具备一定的智能化功能。
通过与手机的连接，可以实现数据同步和远程控制等功能。
并且，可以通过内置的智能芯片，实现对用户的活动状态进行智能分析，从而提供个性化的健康建议和运动方案。
可以根据用户的运动习惯和身体状况，制定出合适的运动计划和健康饮食建议。
这些智能化功能的加入，不仅可以提升智能人体计步器的使用价值，还能为用户的健康生活提供更全面的保障。
二、外观设计在智能人体计步器的外观设计上，需要充分考虑用户的审美需求和佩戴舒适度。
智能人体计步器需要具备时尚的外观设计。
通过精心的外观设计，可以使计步器看起来更加时尚、高端、个性化，从而吸引更多的用户。
外观设计需要考虑到产品的实用性和稳定性，以保证用户在佩戴计步器的过程中不会感到不适。
智能人体计步器在外观设计上需要具备一定的防水性能和耐磨性能。
由于计步器在日常佩戴过程中可能会暴露在各种环境下，因此需要对计步器的外壳材料和工艺进行优化，以确保计步器具备一定的防水性能和耐磨性能。
外观设计还需要考虑到计步器的佩戴舒适度，应尽量减小计步器的重量和尺寸，以确保用户在佩戴计步器的过程中不会感到不适。
三、用户体验除了功能设计和外观设计外，智能人体计步器的用户体验也是非常重要的一环。
智能人体计步器需要具备简单易用的操作界面。
通过合理的界面设计和交互设计，可以使用户在使用计步器的过程中更加方便快捷。
通过简单的触摸屏或按钮操作，用户可以轻松切换不同的功能和模式，实现对计步器的各项功能进行智能控制。
毕业设计(论文)任务书格式--步数计数器的设计
毕业设计（论文）任务书
学生姓名潘竟梁
专业班级：13电气
设计（论文）题目步数计数器的设计
一．设计要求
1．分析题目需完成的功能，问题描述准确．规范；
2．拟定实施方案,描述设计思路（框图）；
3．详尽规划内容；
4．体现完整设计过程及交付最终作品。
二．主要内容（提纲式的内容要求）
1.健身计步器中步的振动以脉冲形式发出，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，所消耗卡路里的计的传感器将人每走（跑）一数译码显示；
4．记录本次行走的时间（可以分钟或秒为单位）
三．完成任务
1．设计思路与内容文档。
2．设计过程参考资料清单及资料文档。
3．最终作品。
指导老师（签名）：
教研室主任（签名）：
2014 年 6 月 22 日。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CC2530
三轴传感器
串口
08:41 / 9
项目硬件图
三轴传感器原理图
08:41 / 10
三轴传感器程序逻辑
开始 定义存储数组 初始化系统时钟 初始化串口
是
初始化传感器
否
串口打印信息
串口打印信息
读取数据 数据写入字符串 串口打印信息
延时1S
08:41 / 11
项目实现
三轴模块初始化
unsigned char lis3dh_init(void){ iic_init(); delay(600); if(LIS3DH_ID != lis3dh_read_reg(LIS3DH_IDADDR)) return 1; delay(600); if(lis3dh_write_reg(LIS3DH_CTRL_REG1,0x97)) return 1; delay(600); if(lis3dh_write_reg(LIS3DH_CTRL_REG4,0x10)) return 1; return 0; }
Internet+ Education Solutions
面向物联网的CC2530与传感器应用开发
任务16 电子计步器设计与实现
目录 Contents
项目场景说明 三轴加速度传感器 LIS3DH三轴加速度传感器 项目实践
Education Solutions
Internet+
项目场景
计步器是一种日常锻炼进度监控器，可以计 算人们行走的步数，估计行走距离、消耗的 卡路里。 早期的机械式计步器利用人走动时 产生的振动触发机械开关检测步伐，虽然成 本低，但是准确度和灵敏度都很低，体积较 大，且不利于系统集成。
08:41 / 5
三轴加速度传感器的应用
车身安全、控制及导航系统中的应用 硬盘抗冲击防护 消费产品中的创新应用
08:41 / 6
LIS3DH三轴加速度传感器
LIS3DH有两种工作方式，一种是其内置了多种算法来处理常见的应用场 景（如静止检测、运动检测、屏幕翻转、失重、位置识别、单击和双击 等等），用户只需简单配置算法对应的寄存器即可开始检测，一旦检测 到目标事件，LIS3DH的外围引脚INT1会产生中断。另一种是支持用户 通过SPI/I2C来读取底层加速度数据，并自行通过软件算法来做进一步复 杂的处理，如计步等等。
08:41 / 4
加速度传感器原理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加速度传感器有多种实现方式，主要可分为压电式、电容式及热感应式 三种，这三种技术各有其优缺点。以电容式3轴加速度计的技术原理为例。
电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。其主要 为利用硅的机械性质设计出的可移动机构，机构中主要包括两组硅梳齿, 一组固定，另一组随即运动物体移动；前者相当于固定的电极，后者的 功能则是可移动电极。当可移动的梳齿产生了位移，就会随之产生与位 移成比例电容值的改变。
利用 加速度传感器设计的电子计步器，通过 测量人体行走时的加速度信息，经过软件算 法计算步伐，可以克服机械式计步器准确度 和灵敏度低的缺点，可准确地检测步伐。
08:41 / 3
任务目标
某公司要生产一款电子计步器，该设备使用LIS3DH三轴传感器采集 XYZ三轴信息，并将采集信息通过单片机的串口进行输出显示。
08:41 / 7
LIS3DH的内置硬件算法
LIS3DH一共有两套能够同时工作的硬件算法电路，一种是专门针对单击、 双击这种场景，如鼠标应用，另一种是针对其他所有场景的，如静止运 动检测、运动方向识别、位置识别等等。
08:41 / 8
项目分析
本项目设计中通过LIS3DH三轴传感器采集XYZ三轴信息，并将采 集信息打印在PC上，定时进行更新，硬件结构主要由CC2530单片 机、三轴传感器与串口通信接口组成。
//I2C初始化 //短延时 //读取设备ID
//短延时 //1.25kHz，x,y,z输出使能
//短延时 //4G量程
08:41 / 12
项目思考
三轴加速度传感器工作原理？ 三轴加速度传感器LIS3DH的内置硬件算法的应用场景？
08:41 / 13