袁宏　彭森

摘要：計(jì)步器是近年來(lái)才興起的監(jiān)控運(yùn)動(dòng)量的監(jiān)控器，它可以讓人們知道自己一天到底走了多少步，運(yùn)動(dòng)量有多少，從而了解自己的運(yùn)動(dòng)量和身體健康指數(shù)，以往的計(jì)步器都是利用金屬球或者金屬塊來(lái)敲擊內(nèi)部的一個(gè)硬塊，然后得到信號(hào)，步數(shù)增加，計(jì)步器功能可以根據(jù)計(jì)算人的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)分析人體的運(yùn)動(dòng)量。而人的運(yùn)動(dòng)情況可以通過(guò)不同特性來(lái)進(jìn)行分析。與傳統(tǒng)的機(jī)械式傳感器不同，ADXL345是電容式三軸傳感器，由它得到人體運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度信號(hào)，更加精準(zhǔn)。信號(hào)通過(guò)低通濾波器濾波，由單片機(jī)內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣、A/D轉(zhuǎn)換。軟件采用相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)計(jì)步功能，減少錯(cuò)誤率，更加精確。單片機(jī)STC89C51控制液晶顯示計(jì)步狀態(tài)。其工作電流只有1-1.5mA，實(shí)現(xiàn)非常低的功耗。

關(guān)鍵詞：計(jì)步器；加速度傳感器；ADXL345；低功耗

1引言

隨著二十一世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活的越來(lái)越好，從而使人越來(lái)越懶，也導(dǎo)致了疾病的發(fā)生率也變高了。所以，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自己的健康問(wèn)題，通過(guò)鍛煉可以減少疾病的產(chǎn)生，因此計(jì)步器應(yīng)此而生，就成了當(dāng)下受歡迎的趨勢(shì)。走路時(shí)，通過(guò)步行使全身都得到運(yùn)動(dòng)。經(jīng)常步行和跑步運(yùn)動(dòng)的人一般不會(huì)患高血壓或低血壓病。也能使得自身獲得一個(gè)非常強(qiáng)的體制，堅(jiān)持運(yùn)動(dòng)能增強(qiáng)體制也能減少身體器官的負(fù)擔(dān)，還能塑性，擁有堅(jiān)強(qiáng)的體魄。而基于單片機(jī)為核心控制的計(jì)步器有著穩(wěn)定，方便，精確，可靠等優(yōu)點(diǎn)，很受歡迎。通過(guò)計(jì)步器我們可以了解自己走了多少步，掌握自己的鍛煉情況及運(yùn)動(dòng)量。

2工作原理

本系統(tǒng)采用單片機(jī)STC89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件。計(jì)步器分為幾部分，由復(fù)位電路、顯示電路、按鍵電路以及振蕩電路幾個(gè)部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。

3電路設(shè)計(jì)

AT89C51單片機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路，振蕩器要正常工作就需要起振，我們一般都是使用石英晶體的振蕩器，這款振蕩器是以前接觸過(guò)的，它的電路一般在3V左右起振信號(hào)，還有不同的振蕩器的頻率也各不相同，所以不同的振蕩器有不同的結(jié)果。電路中有兩個(gè)電容，一個(gè)是對(duì)振蕩器改變頻率，一個(gè)是協(xié)助振蕩器起振，為了保證該系統(tǒng)中電路可以正常穩(wěn)定的工作，所以復(fù)位電路是不可缺少的一部分，并分為軟件和硬件復(fù)位。

硬件復(fù)位就是利用產(chǎn)生高電平來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后，單片機(jī)的所有狀態(tài)都會(huì)恢復(fù)成原來(lái)的樣子，電路圖如下圖所示。

而軟件復(fù)位對(duì)于硬件來(lái)說(shuō)又相對(duì)簡(jiǎn)單，所謂的軟件復(fù)位就是讓程序在運(yùn)行結(jié)束后再恢復(fù)成最初始的樣子，利用一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到最開(kāi)始的位置，從而達(dá)到復(fù)位的操作。

此次設(shè)計(jì)采用4位LED共陰極數(shù)碼管顯示屏作為顯示界面，如上圖所示。每一段都會(huì)有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的二極管。如上圖所示。

此次設(shè)計(jì)利用按鍵的形式來(lái)替代人走步所產(chǎn)生的震動(dòng)，每按鍵一次即表示人走動(dòng)一步，其電路如上圖所示。

ADXL022傳感器模塊電路如上圖所示。

4結(jié)論

在此次計(jì)步器的制作過(guò)程中，體會(huì)到不少。而在問(wèn)題解決的時(shí)候也讓自身的專業(yè)能力得到了提高。在焊接過(guò)程中元件都需要清潔和焊接前用小刀先刮去氧化膜，然后進(jìn)行焊接時(shí)需要讓使用的電烙鐵的溫度高于焊錫的溫度要烙鐵頭接觸時(shí)剛好冒煙。焊接點(diǎn)的上錫數(shù)量焊接點(diǎn)上的焊錫數(shù)量不能太少，少了焊接會(huì)不牢固，耐用度也差。

這次設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)也是一次對(duì)動(dòng)手實(shí)踐能力的提升，也讓我對(duì)曾經(jīng)學(xué)單片機(jī)課程更加的熟悉，也有了新的認(rèn)識(shí)和深刻的理解。過(guò)程中，我明白了書上的知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手中有些許不同，當(dāng)然也有借鑒之處，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合是非常非常重要的，也從中獲得了很多書上學(xué)習(xí)不到的知識(shí)。endprint