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1、郑州大学郑州大学课程设计（报告）题 目：基于加速度传感器的计步器设计 课 程：传 感 器 与 检 测 技 术 任课教师： 职称： 学生姓名： 学号： 专 业： 院（系）： 完成时间： 基于加速度传感器的计步器设计摘要 随着我们生活水平的不断提高，社会各阶层的人们开始对身体健康尤其的关注。然而健身的方法数不胜数，步行是最好的运动之一。健康需要走出来，行走锻炼人类生命健康的加氧站。步行是一种静中有动、动中有静的健身方式，可以缓解神经肌肉紧张。据专家实验得出，当烦躁、焦虑的情绪涌上心头时，我们以轻快的步伐散步15分钟左右，即可缓解紧张、稳定情绪。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
2、。而人的运动情况可以通过很多特性来进行分析。比如人在运动时会产生加速度。论文主要采用了以单片机AT89C52为核心的计步器控制系统，并实现运动计步，是通过人运动时产生加速度变化来实现的，本文利用具有体积小，功耗低，三轴加速度传感器MMA7455来实现，采集到的加速度数据通过适当的算法就可以实现计步功能，最后通过LCD1602给予显示。本设计的特色在于完整的设计出计步器及其控制电路，整个系统具有控制方便，检测精确，硬件结构简单，方便携带，成本较低等优点。关键词：单片机；加速度传感器；液晶显示Abstract With our continuous improvement of living st
3、andards, social strata, especially the health of people began to concern. However, numerous methods of fitness, walking is the best exercise one. Health needs to come out, walking exercise - human life and health and oxygen station. Walking is a static in action, moving in a static way of fitness, c
4、an relieve nerve muscle tension. According to experts, experimentally derived, when irritability, anxiety in my heart, we are walking at a brisk pace for about 15 minutes, you can relieve tension, emotional stability. Pedometer function can be calculated according to the movement of the person to an
5、alyze human health. And the movement of people can be analyzed through a number of characteristics. Such as human in motion will produce accelerations.Thesis uses a microcontroller AT89C52 as the core control system pedometer, pedometer and achieve movement is produced by the human movement accelera
6、tion change to achieve, this paper has a small size, low power consumption, triaxial acceleration sensor MMA7455 to implementation, the acceleration data collected through appropriate algorithms can achieve step count, and finally through LCD1602 given display.This design feature is the complete des
7、ign of a pedometer and its control circuit, the whole system easy to control, detection accuracy, the hardware structure is simple, easy to carry, and low cost.Keywords: Mcrocontroller, Acceleration sensors, LCD目录摘要.IAbstract.II1 绪论.11.1 课题研究目的及意义.11.2 国内外计步器的发展情况.21.3 计步器的原理及分类.32 计步器系统总体设计结构设计.92.
8、1 计步器总体设计.92.2 三种计步器的对比.92.3 系统硬件结构方案设计.122.4 系统设计方案论证.133 计步器系统硬件电路设计.133.1 加速度传感器电路.133.2 单片机系统电路.203.3 LCD显示电路.233.4 开关与电源电路.254 计步器系统软件设计.274.1 主程序流程图.27 4.2 子程序流程图.285 计步器调试与结果分析.28 5.1 实物系统调试.285.2 结果分析.336 总结与展望.33参考文献.34附录 程序代码.35 1.绪论1.1课程研究目的及意义智能仪器是当代发展最为迅猛的科学技术，在工业领域得到了广泛的应用。基于仪器仪表智能化的发展
9、趋势，发展出很多以单片机为基础的智能仪器产品。在日常生活中，计步器的应用得到了广泛的认可，计步器最基本的功能就是计步，在你散步甚至跑步的时候能帮你计算总共走了几步。 除了计步功能，卡路里，距离，收音机和时间也是计步器通常带有的功能，这些功能都非常普遍。随着发展的深入，温度计，高度计、心率计、秒表和气压计等很多针对户外活动的功能也越来越多的应用于计步器。目前，计步器的构成有机械式和电子式两种。机械式的计步器利用人行走时的振动引起计步器内部簧片或者弹力小球的振动来产生电子脉冲，内部处理器通过判断电子脉冲的方法来达到计步的功能。这种机械方式的成本比较低，但是它的准确性和灵敏度很低。另一种是基于加速度
10、传感器的电子式的计步器，可以精确测得人行走时的步态加速度信号。通过微控制器相关算法可以获得人行走时的步数，这种电子计步器具有功耗低，精确度和灵敏度高等优点。其中本文讨论的基于加速度传感器为基础的计步器正好利用了加速度特性来进行分析，行走或跑步过程中人体的多处部位都在运动，会产生相应的加速度，加速度与时间成正弦曲线，并且会在某一点形成峰值，因为通过计算可以计算步数，估算距离。因为其种种优点逐渐成为计步器市场上的代表。 美国医学专家推荐了一个用走路自测健康状况的公式：如果你能在10分钟内走完1000步，说明健康状况良好；如果能在20分钟内走完2000步，说明健康状况优秀；而如果能在30分钟内走完3000步，那么你的身体状况与一个青壮年小伙子一样棒。正因为步行对健康起到如此重要的作用，而又需要比较合理的测出行走的步数，一个小巧方便的计步器是不可或缺的。它是一种健康电子产品，顾名思义就是在你走步的时候帮你计算一共走了多少步，是一个既经济又科学的小工具。计步器可以帮我们完成每天走步计数目标。总的来说，计步器的开发研制对健康生活极其关键。它不仅仅是一个计数的机器，更是一个督促运动，与健康密切联系的必需品
