课程设计(论文)
题目名称数字运动计步器
课程名称电子技术课程设计
学生姓名
学号
系、专业
指导教师
2015年6 月5日
邵阳学院课程设计（论文）评阅表
学生姓名学号
系专业班级
题目名称数字运动计步器课程名称单片机原理及应用
一、学生自我总结
学生签名：年月日二、指导教师评定
评分项目平时成绩论文答辩综合成绩
权重30 40 30
单项成绩
指导教师评语：
指导教师（签名）：年月日
注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；
2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
目录
摘要 ............................................. .. (6)
1 引言............................................ . (7)
1.1 设计目的 (7)
1.2 基本功能 (7)
2 方案设计.......................................... .. (8)
2.1 方案一 (8)
2.2 方案二 (8)
3 系统方框图.... .. (9)
3.1 总方框图 (9)
3.2 方框图介绍 (9)
4 电路设计.................................. (10)
4.1 74LS390引脚功能介绍 (10)
4.2 CC4017逻辑功能介绍...................... (10)
4.3 74LS390功能表 (11)
4.4 74LS390推荐工作条件及电性能 (11)
4.5 74LS48和7段数码管介绍 (12)
4.6 计数模块 (13)
4.7 显示模块 (14)
4.8 清零电路 (14)
4.9 设计仿真图 (15)
4.10 工作原理 (15)
5总结 (16)
5.1 成品评测 (16)
5.2 制作体会 (17)
5.3 制作回顾 (17)
参考文献........................................ .. (18)
致谢......................................... .. (19)
摘要
本课程设计是设计数字运动计步器，要求采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，佩戴者走一步的时候，开关闭合一次，由于实验室缺少水银开关，设计时用可秒脉冲代替，通过脉冲频率调节计步快慢，同时该计步器还应具备清零的功能。实验通过74ls390的四个级联，进行计数，再通过74ls48和共阴数码管显示在数码管上。整个课程设计过程从提出多套方案开始，先进行方案分析及比较，确定一套较好的方案后进行Protues软件仿真，确定无误之后进行组装调试，最终达到课题要求实现可控制计步。
通过本课程设计，可以让我们掌握面对一个比较大的问题，通过把它划分成几个模块进行分别调试。同时让我们更加熟悉本课程的内容，提高动手能力，为以后的学习工作打下基础
关键词：数字显示；计步；级联；清零
1 引言
当今社会，人们往往在办公室电脑前工作长时间，对于就餐也往往是在一些快餐店吃，而快餐店买的东西是高卡路里，导致肥胖人群越来越多 ,很多人会选择跑步来消耗多余的卡路里 ,跑步跑了多少?消耗多少卡路里?这是很难通过简单的靠路程可以计量的,在100米的路程中,有些人步幅较小可能需要500步,有些人可能200就够,当然他们消耗的卡路里不一样。还有就是在一些体育活动中，像竞走，人们往往需要计算运动员的频率，通过测量计算知道运动员在什么样的频率下是最节省体力，最快的到达终点。
人体运动时会有相对的振动，振动引起水银开关的断开闭合，当水银开关闭合时，产生电流，不断地振动产生类似于cp脉冲的信号，再将产生的cp脉冲连接到74ls390上，74ls390用于计数，将四个74ls390级联起来，达到四位计数功能，再将输出端连接到74ls48和bs201a上，以此达到显示目的。将四位的清零端连接到逻辑开关上，以此控制电路的清零。
数字化时代的到来，数字计步器在人们日常生活中逐渐占据很大地位，满足大多数人的要求，有很大的发展前景。
1.1 设计目的
（1）培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。
（2）巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。
（3）学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。
（4）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
1.2基本功能
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。
2方案设计
2.1方案一
图 1 方案一
水银开关闭合时，产生电流，不断地振动产生类似于cp脉冲的信号，再将产生的cp脉冲连接到74161上，四个74161芯片级联形成计数部件用于计数，再将输出端连接到74ls48和bs201a上，以此达到显示目的。将四位的清零端连接到逻辑开关上，以此控制电路的清零。
2.2方案二
水银开关闭合时，产生电流，不断地振动产生类似于cp脉冲的信号，再将产生的cp脉冲连接到74ls390上，74ls390用于计数，将四个74ls390级联起来，达到四位计数功能，再将输出端连接到74ls48和bs201a上，以此达到显示目的。将四位的清零端连接到逻辑开关上，以此控制电路的清零。
考虑到复杂程度、精确性和器材配置，我们最终决定取第二个方案。
3系统方框图
3.1总方框图
图 2 总方框图
3.2方框图介绍
通过四个74ls390级联以此达到数字计数功能，计数按十进制，采用四位制。每个74ls390的输出端连接74ls48实现译码功能，再将输出端连接到bs201a上，以此在bs201a上显示出相应数字。
4 电路设计
4.1 74LS390引脚功能介绍
图3 74ls390引脚图
这种双单片电路有八个主从触发器和附加门，以构成两个独立的 4 位计数器，可以实现等于 2 分频、5 分频乃至 100 分频的任何累加倍数的周期长度。当连成二—五进制计数器时，可以用独立的 2 分频电路在最后输出级形成对称波形（矩形波）。每个计数器又有一个清除输入和一个时钟输入。由于每个计数级都有并行输出，所以系统定时信号可以获得输入计数频率的任何因子。
4.2 CC4017逻辑功能介绍
图 4 逻辑电路图
（1）A 和 B 触发器都有独立的时钟，可以构成两个 2 分频和两个 5 分频计数器每个计数器都有直接清除
（2）有效提高系统密度
（3）缓冲输出减小集电极转换的可能性
4.3 74LS390功能表
图 5 功能表4.4 74LS390推荐工作条件及电性能
图 6 推荐工作条件
图 7 电性能
注 1：测Icc 时，所有输出开路，二个清除输入先瞬时接4.5V 再接地，所有其它输入端接地。
注 2 ：QA 输出的测试条件是规定的 IOL 加上 B 输入 IIL 的极限值。这样可以驱动B 输入，并保持全扇出能力。
所有典型值均在 Vcc=5.0V, TA=25 ℃下测量得出。
4.5 74LS48和7段数码管介绍
图 8 74LS48管脚图及介绍
图 9 7段数码管及介绍
4.6计数模块
计数模块如（图 10），四个74ls390N级联起来，达到四位计数功能。电源接通后，每次开关闭合都会产生一个脉冲信号，信号输入计数芯片，计数器开始个位计数
并显示在相对应的数码管上。
图 10 计数模块
4.7 显示模块
本设计显示模块中我们采用数码管的显示系统，它由74LS48和共阴数码管BS201A组成，如（图 11）。电源接通后，每次开关闭合都会产生一个脉冲信号，信号输入计数芯片，计数器开始个位计数并显示在相对应的数码管上，当个位计数器由9进位到10时便会触发十位计数器进位，相应数码管显示1，当个个位计数器第二次由9进位到10时，是为进数器对应的数码显示管显示2.
图 11 显示模块
4.8清零电路
计步器的清零功能（图 12），采用一个单刀双掷开关，当74LS390的清零端MR 与电源相连时进行计数，将开关打到另一边接地则会使74LS390清零。
图 12 清零模块
4.9设计仿真图
图 13 仿真图
4.10工作原理
当开关闭合时，产生电流，不断震动产生类似于cp脉冲的信号，再将产生的cp脉冲连接到74ls390N上，74ls390N用于计数，将四个74ls390N级联起来，达到四位计数功能，再将计数端连接到74ls48和bs201a，以此达到显示目的。
电源接通后，每次开关闭合都会产生一个脉冲信号，信号输入计数芯片，计数器开始个位计数并显示在相对应的数码管上，当个位计数器由9进位到10时便会触发十位计数器进位，相应数码管显示1，当个个位计数器第二次由9进位到10时，是为进数器对应的数码显示管显示2.
计步器的清零功能，采用一个单刀双掷开关，当74LS390的清零端与电源相连时进行计数，将开关打到另一边接地则会使74LS390清零。
5总结
5.1成品评测
作为一名电气工程及其自动化专业的大二学生，我觉得此次的数电课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。
在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做数电课程设计，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。本次实验的工作量十分巨大，在这次课程设计中，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，发现我们所学的知识实在是有限，必须充分体现了团队间的协调与配合能力，毕竟想要一个人完成这个的工作量在短时间内还是比较困难的。通过查资料以及搜索文献，让我们学习到了很多新的知识，这是块完全陌生的领域，光靠查阅资料去完成这次实验，我们起初认为这是个不可能完成的任务，没想到最后还是做了出来。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。把握重点、攻克难关、学到用到、活学活用。
其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：proteus 制图、汇编语言等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。
最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用芯片的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。
另外，这次课程设计让我感到了团队合作的重要性。在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影响。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。
经过两周的课程设计，模拟仿真设计调试成品完全满足课题设计要求，可以对密码进行精确的校验，并在密码正确和开锁的控制下实现开锁，而且，也满足扩展的要求。各方面达到标准，并可以实现各部分功能。如果条件允许，一定不失为一款经济实用的电子数字密码锁。电路是纯数字化的，精确度比较高，只要正确连接这些芯片，所有的功能都可以稳定地实现。
本次实验的工作量十分巨大，在这次课程设计中，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，发现我们所学的知识实在是有限，必须充分体现了团队间的协调与配合能力，毕竟想要一个人完成这个的工作量在短时间内还是比较困难的。通过查资料以及搜索文献，让我们学习到了很多新的知识，这是块完全陌生的领域，光靠查阅资料去完成这次实验，我们起初认为这是个不可能完成的任务，没想到最后还是做了出来。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。把握重点、攻克难关、学到用到、活学活用。
5.2制作体会
学以致用，实践后再反思，使得理论与实际相结合，加深对课本的理解，搭建电路过程中养成严谨的作风，也锻炼了个人动手能力，能够充分利用图书馆和网络查阅资料，增加了许多课本以外的知识。
5.3制作回顾
由于我们的个人能力和时间有限，对电路的优化可能进行的不到位。尽管还有一些小的问题没有解决，但是我们小组都收获很大。这也是我们从校园走向工作岗位必须经历的，从理论到实践的环节。通过这次课程设计，我们进一步发现了自己的不足，也找到了自己前进的方向
参考文献
[1] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997:182.
[2] 谢自美.电子线路设计·实验·测试[M].武汉：华中科技大学出版社，2006:230-234.
[3] 王新贤.通用集成电路速查手册[M].济南：山东科学技术出版社，2006:8-51，100.
[4] 黄继昌.电子元器件应用手册[M].北京：人民邮电出版社，2004:925-929.
[5] 贾更新.电子技术实验与课程设计[M].西安：西北工业大学出版社，146-150.
[6] 苗松池.电子实习与课程设计[M].北京：中国电力出版社，69-79.
[7] 王港元.电工电子实践指导[M].南昌：江西科学技术出版社，283-285.
致谢
本次设计给我的帮助很大，在设计过程中我们得到了杨波老师的悉心指导以及实验室老师们的大力支持。在设计过程中我们遇到了很多问题，但在同学的共同努力和老师的帮助下，我们最终完成了这次设计并获得了通过，谨此向老师们表示由衷的敬意，向同学表示感谢。
在本次试验中，我们同学之间交流经验和自学，并向老师请教等方式，让们的实验取得了成功，同时使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在开发的同时，和小组的同学们之间的相互探讨也使我获益匪浅，自己有些不懂的和不会的都在同学的帮助下明白了。在此，对他们表示由衷的感谢。
智能手表目前逐渐已经成为数码界的宠儿，随着移动技术的发展，如今的手表不仅仅用来看时间也可以通过智能手机或家庭网络与互联网相连，显示来电 信息、邮件、新闻、和天气信息等内容，同时内置的传感器可以帮助智能手表实现多种应用功能，如：gps定位、计步器、指南针等。 智能手表又称作为GPS手表，手表内置GPS模块，通过接收卫星位置信号来确定轨迹点来计算单位时间移动的距离，并推算移动的速度，同时，智能手表可以连接WiFi将记录运动的轨迹并通过蓝牙或者USB同步到电脑，这对于爱好跑步的人们来说，无疑是一种很酷的应用。 智能手表上的GPS模块 智能传感器上的GPS模块要求精确的定位性能外，还需要小尺寸，低功耗等优点，传感器专家网选用的GPS模块为u-blox公司的gps芯片UBX-7020-kt，瑞士U-blox公司创建于1997年，是全球领先的为消费电子、行业应用和汽车市场提供嵌入式定位及无线通讯解决方案的无晶圆半导体供应商。公司提供的解决方案可以使人、设备和机器定位，并交换其确切位置信息。u-blox强大的GPS 芯片基于专有的高性能架构，拥有50个并行通道和200多万个高性能相关器，非常适用于消费电子使用。 UBX-7020-kt GPS芯片介绍 UBX-G7020 是u-blox 最新推出的独立式定位芯片。u-blox 7 高性能的multi-GNSS（GPS、GOLNASS、QZSS、SBAS - 硬件支持Galileo 和Compass）定位引擎可提供优异的灵敏度和快速的捕获时间。 由于采用了创新性的单芯架构和先进的软件算法，u-blox 7功耗极低。特别在UBX-G7020 使用GLONASS 定位时拥有业界一流的超低功耗。扩展的电压范围和兼容1.8V 及 3.0V I/O，使其适合广泛的用户应用。先进的RF架构，再加上主动使用连续波检测的干扰抑制功能，保证即使在恶劣的环境中也能最大限度地表现优异的GPS/GNSS 性能。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/236538323.html,。
By ali 作者简介：徐文力，男（汉族）,硕士研究生，主要研究领域为智能及高级过程控制。 李明辉，男（汉族），教授，硕士研究生导师，主要研究领域为智能及高级过程控制。 基于MATLAB 和Android 智能手机传感器的计步器的设计 徐文力，李明辉 （陕西科技大学机电工程学院，陕西 西安710021） 摘 要：本文设计的是一种基于MATLAB 和Android 智能手机传感器的计步器，首先分析了人体运动时加速度的变化规律，通过手机传感器获取三维加速度值，然后由sensorudp APP 以UDP 数据包的形式通过无线网络发送给运行着MATLAB 软件的计算机，利用MATLAB 软件强大的科学计算功能对数据包进行解析得到加速度的值，并进行滤波和样条插值等处理，最后得出运动的步数，进而求出运动的距离以及能耗，为健康运动提供了判断依据。 关键词：智能手机；计步器；无线网络；滤波 中图分类号：TN91 文献标识码：B Design of pedometer based on MATLAB and the smartphone sensors Li ，Xu (College of Mechanical and Electrical Engineering ，Shaanxi University of Science & Technology ，xi ’an shaanxi 710021，China) ABSTRACT : This paper designs a pedometer based on MATLAB and the Android smartphones sensor. First analysis the change law of acceleration of the human body when people exercise, obtaining 3D acceleration through mobile phone sensor, and then send to the computer which running MATLAB software in the form of UDP packets through the wireless network by the sensorudp APP, and use the powerful MATLAB software to decode the packets to get the acceleration, and then execute the filter and spline interpolation, and get the number of steps , the distance and energy consumption, which can provide the basis to judge the movement. KEYWORDS : Smartphones; Pedometer; Wireless network; Filter; 0 引言 Android 智能手机自推出以来，其内置传感器逐渐增多，传感器所实现的功能也日益多样化，极大的满足了用户对智能手机功能的需求，从依赖于重力传感器的各种游戏，到依靠距离传感器实现的通话灭屏，再到指南针功能下的电子罗盘等等，小小的一个Android 智能手机以各种传感器为依托实现了许多有趣的功能。因此，手机已经不再是一个简单的通讯工具，而是具有综合功能的便携式的电子设备。在这种情况下，各种传感器在手机上的应用应运而生。本文就是利用Android 智能手机中的G-sensor 传感器，结合MATLAB 软件的强大计算功能，设计了一种计步器，通过对传感器数据进行分析处理得到运动的步数，进一步计算就可以得到运动速度、距离和能耗等数据。在全民健康意识普遍提高的背景下，各种运动器具变得炙手可热，而计步器的应用可有效辅助提高运动效果，达到健康运动的目的。 1 计步器原理 要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解。以步伐特征的研究为基础，考虑到
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南阳理工学院本科生毕业设计(论文) 学院(系)：软件学院 专业：软件工程 学生：张三 指导教师：张三 完成日期 2016 年 04 月
南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 基于Android平台的爱运动计步器的 设计与实现 Design and Implementation of the Loving Sports Pedometer Based on Android Platform 总计：毕业设计(论文) 33页 表格：1个 图片：1个
南阳理工学院本科毕业设计(论文) 基于Android平台的爱运动计步器的 设计与实现 Design and Implementation of the Loving Sports Pedometer Based on Android Platform 学院(系)：软件学院 专业：软件工程 学生姓名：张三 学号： 111 指导教师(职称)：张三讲师 评阅教师：张三 完成日期： 2016年04月30日 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
基于Android平台的爱运动计步器的 设计与实现 软件工程张三 [摘要]随着人们生活水平和生活质量的提高，人们越来越关注自己的身体健康。而跑步成为人们最受欢迎的运动方式，运动软件可以在人们锻炼身体的时候提供极大的帮助。本文针对运动轨迹和计步，设计一款基于Android平台的运动软件。本系统通过使用百度鹰眼、重力传感器和数据库技术，实现了运动轨迹追踪、计步、查看运动记录等功能。本系统界面友好，操作简单，可以稳定运行。本款运动软件适合空闲时间不足的人群，方便人们随时锻炼身体，并查看自己的运动情况。 [关键词]运动软件；运动轨迹；Android；百度鹰眼
智能手环上的传感器 作者: /分类:, /Tag: / 几年前，运动手环还仅仅是一个简单的计步器，但现在它们已经完全不同，可以监测心率甚至是紫外线指数。可以肯定的是，大量传感器的植入让运动监测设备们越来越全面、智能，那么这些传感器都是什么呢？ 加速度计 加速度计是运动监测设备普遍具备的基本传感器，通常被用来记录行进步数。通过测量方向和加速度力量，加速度计能够判断设备处于水平或是垂直位置，来判断设备是否移动，从而达到计步操作。 当然，并不是所有的加速度计都是准确的。基本的款式仅有两轴，相对来说不够准确；而三轴传感器则可更好地检测设备在三维空间中的位置，实现更精准的记录。 全球定位系统（GPS） GPS虽然已经是非常普及的技术，通过使用29颗地球总轨道卫星中的四颗进行定位，便能够获得误差较小的精确位置。不过，由于耗电量偏大，所以尚未在运动手环中普及，只有一些定位专业运动监测的才具备GPS芯片，用于记录用户的地理位置、跑步路线等等。 光学心率监测器
光学心率传感器是目前运动监测设备逐渐流行的配置，使用LED发光照射皮肤、血液吸收光线产生的波动来判断心率水平，实现更精准的运动水平分析。 不过，目前对于光学心率传感器的准确性也存在较大争议，因为每种设备都会添加一些肤色弥补技术，来适应更广泛的人群，所以不同设备的差异也较大。 皮电反应传感器 皮电反应传感器是一种更高级的生物传感器，通常配备在一些可以监测汗水水平的设备上。简单来说，人类的皮肤是一种导电体，当我们开始出汗，皮电反应传感器便可以出汗水率，配合加速度计及先进的软件算法，有利于更准确地监测用户的运动水平。 环境光及紫外线传感器 环境光传感器模拟人类眼镜对光线的敏感度，可以根据周围光线的明暗来判断时间，并有效节省运动监测设备的电力消耗。而紫外线传感器则可监测到光线中的紫外线指数，实现防晒提醒操作。 生物电阻抗传感器 的新款UP3运动手环，配备了更先进的生物电阻抗传感器，可通过生物肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的、呼吸率及皮电反应，是一种更先进的综合，准确性也相对更高。 总结
随着社会的发展,人们越来越注重自己的健康,跑步成为一种方便而又有效的锻炼方式。但是如何知道自己跑了多少步,多远的路程?计步器可以帮助人们实时掌握锻炼情况。它的主要功能是检测步数,通过步数和步幅可计算行走的路程。步幅信息可通过行走固定的距离如20m 来计算或是直接输入,高级的计步器还可以计算人体消耗的热量。但这些计算的主要依据是步数的检测。下面介绍一种加速度传感器ADXL202在步数检测中的应用。 计步器原理 要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解。行走时,脚、腿、腰部,手臂都在运动,它们的运动都会产生相应的加速度,并且会在某点有一个峰值。从脚的加速度来检测步数是最准确的,但是考虑到携带的方便,我们选择利用腰部的运动来检测步数。如图1所示,行走时腰部有上下的垂直运动,每步开始时会有一个比较大的加速度,利用对加速度的峰值检测可以得到行走的步数。 图2是将计步器佩戴在腰间采集到的垂直加速度曲线图,从图上可以清楚地看出有四个峰值,代表行走了四步,说明利用腰部的垂直加速度来检测步数是可行的。 根据资料显示,人行走的垂直加速度在±1g之间(1g为9.8m/s即重力加速度),考虑到还有重力加速度的影响,可选择测量范围在±2g之间的加速度传感器ADXL202来实现计步器。ADXL202是美国AD公司的一种低功耗、二维加速度传感器,输出如图3所示占空比(T1/T2)与加速度成一定比例的数字信号,因此信号可以直接用单片机的计数器来测量,无需AD转换电路或是其它特殊电路。
硬件设计 计步器的整机原理框图如图4所示,ADXL202采集加速度信息并将数据送到单片机进行处理;单片机控制整个系统的工作并从数据中检测出步数送到LCD进行显示;外部控制按键进行开关机控制以及功能选择等。 本文不对电源转换、LCD显示等电路做详细介绍,重点介绍ADXL202芯片的电路设计。ADXL202可以输出X、Y两路信号,由于我们只测量垂直方向上的加速度,只用一路信号即可,需要注意的是,设计PCB时要摆放好芯片位置,保证使用时此路与水平面垂直。从图5可以看出ADXL202的电路设计并不复杂,在使用时我们要得到有用的信号需要设定它的采样频率和采样带宽。上述两个量是由电路图中的电阻Rset和电容Cx的取值所决定的。 采样频率过低,不能准确反应数据的变化情况;过高则引入很多无用信息,增加了系统运算量,需要根据实际情况选择合适的采样频率。根据资料显示,人行走的频率一般在110步/分钟(1.8Hz),跑步时的频率不会超过5Hz,选择100Hz的采样频率可以比较准确地反应加速度变化。1/T2即为数据的采样频率,计算方法为T2=RSET(Ω)/125MΩ。RSET的范围可从500kΩ~2MΩ,这里我们选择RSET=1.25MΩ,采样频率为100Hz。 滤波带宽定义为需要检测的最高频率, 由滤波电容Cx设定,带宽的设定会影响噪声的大小和分辨率。从附表中可以看出,带宽越小,噪声就越小,而分辨率会越高,减小滤波带宽对减小噪声和提高分辨率都是有利的。但是,图2的数据曲线中越尖的地方含有的高频分量就越多,滤波带宽减小,采集到的数据曲线就变光滑,峰值相应变小,这对我们进行峰值检测是不利的。因此我们折中取滤波带宽50Hz,根据公式F-3dB=1/(2π(32kΩ×C(x,y))计算,Cx选择0.10μF。
智能手机计步器算法的实现 现在的智能手机嵌入了一些微小的传感器，比如重力传感器、光传感器、声音传感器等。如何有效地利用这些传感器来开发一些应用，是一个值得深入研究的课题。比如开发医疗健康的应用、运动量监视器等。本文采用htc Touch Pro 智能手机的重力传感器来开发一款监视步数的程序，程序的关键在于计步模型的建立。由于程序算法还存在一定的问题，在本文最后的“存在问题”给出。如有问题请不吝指出。 智能手机 所谓的智能手机是指，具有独立的操作系统，用户可以自行安装第三方应用软件，通过此类程序来对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的手机，它实际上就是一台迷你的个人电脑。智能手机的操作系统主要有：Windows Mobile, iPhone, BlackBerry, Linux等。 步数识别系统 步数识别系统是指运行在移动手机上，能够监视用户走了多少步的应用程序。它一般由以下3个部分构成： ·传感器模块，用来采集传感器数据； ·特征提取模块，处理和分析原始数据，并进行特征提取、建立模型； ·步数识别模块，把所提取的特征用来识别步数。 硬件设备 重力传感器（G-Sensor）又称为加速度传感器，用来感知加速度的变化，它使用三维方向的加速度分量来表示。G-Sensor被用在很多智能设备当中，比如IBM的高端笔记本电脑内置了G-Sensor，在发生剧烈的拉动时（如跌落），立即启动硬盘保护，避免硬盘损害。再如Apple的iPhone使用G-Sensor来感知手机屏幕的方向，当在观看视频时手机横放，屏幕自动跟着旋转，这使得用户体验大大增加。本文采用htc Touch Pro手机上的G-Sensor，同样也适用于htc其它型号的G-Sensor。 方案实现 日常生活当中，人们使用手机一般是拿在手上，放在裤兜里，女士也经常把它放在包里。因为手机外界环境总是很复杂的，裤兜有松有紧，放在松裤兜的手机比放在紧的更容易抖动，产生的噪音也更多。为了使该算法尽可能的适用于不同的应用环境，需要对大部分的使用环境进行测试。首先，由4个人（8个或更多也可以）各自对不同手机使用环境进行数据收集，因为人们在同样的场合使用手机的习惯是不一样的。其次，对采集来的这些数据分别进行特征提取。最后，使用提取的特征模型进行识别检验。 数据采集：htc Touch Pro G-Sensor提供的数据如表1所示。 加速度大小，值为，类型为
3D计步器手表使用说明书（中文版） EL UP MODE DOWN A . 功能简介 1. 时间万年历功能： 时间范围：2000 年1 月1 日～2099 年12 月31 日；12/24 小时制选择；星期自动显示。 2. 2组闹铃功能： 响闹时间：1 分钟；整点报时i 3. 秒表功能： 最大值为：59' 59" 99；SPL 功能。 4. 倒计时功能： 最大值为：23：59.00 5. 计步功能： 7秒智能计步；三种计步模式显示：计步/时间显示模式→计步/运动时间显示模式→卡路里/里程显示模式；用户资讯设置：公制/英制→体重→步距→G-Sensor 灵敏度。 6. 50天自动记忆存步功能 7. 心跳测量功能： 心跳测量范围：30～200；通过接触式量测，显示动态脉搏次数。 8. 背光：EL B . 按键说明 【MODE】按键 切换界面显示：时间模式→计步模式→记忆存步模式→心跳测试模式；长按进入设置模式； 切换设置项。 【UP】按键 上调加1，长按快调；在时间模式，短按循环顺序切换模式：闹铃1(AL1)→闹铃2(AL2)→秒表(STW)→倒计时(TMR)； 在计步模式，短按循环顺序切换显示：计步/时间显示→计步/运动时间显示→卡路里/里程显示；向上查询历史运动记录；长按加锁/解除。 【DOWN】按键 下调减1，长按快调；快速开/关闹铃；开启/暂停秒表、倒计时；向下查询历史运动记录。【EL】按键 点亮背光4 秒；开启/取消SPL 功能；短按返回默认值。 C、操作及显示说明 1、复位或上电默认显示： 上电/复位，点亮背光1 秒，全显2 秒，响“Bi”一声，进入时间显示模式。 上电默认值：12 小时制，12：00：00，FRI，2011-1-01。
基于Android的人体运动计步器系统的设计与实现[权威资 料] 基于Android的人体运动计步器系统的设计与实现 摘要:随着Android智能手机的进一步普 及，针对Android智能手机内嵌的加速度传感器进行研究， 利用人体行走过程中加速度传感器采集数据信息的变化规 律，实现对行人脚步探测与计步系统。该系统内容包括两部 分:行人运动数据采集与预处理模块设计和行人脚步识别探 测模块设计，能够有效的实现运动数据采集、预处理、步态 探测和计步的功能。 关键词:Android;加速度传感器;步态探测 TP393 A 1009-3044(2016)15-0094-04 Abstract: With the further popularization of Android smartphones，aimed at the acceleration sensor embedded in the Android smartphone conduct a study ， based on the changing law of the data information collected by the acceleration sensor during the walking process of human body to realize the pedestrian detection and measurement system. The system consist of two parts: data acquisition and pretreatment module design and pedestrian detection module design， it can effectively achieve the movement of data acquisition， pre-processing， gait detection and step counter function. Key words: Android; acceleration sensor;
电子课程设计报告 题目名称：数字计步器 姓名：杨望 专业：计算机科学与技术 班级： 090451班 学号： 09045131 同组人：徐铁 指导教师： 南昌航空大学信息工程学院 20 11 年 07 月 01 日
摘要 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，由于实验室缺少水银开关，设计时用可秒脉冲代替，通过脉冲频率调节计步快慢，同时该计步器还应具备清零的功能。实验通过74ls390N的四个级联，进行计数，再通过74ls48和共阴数码管显示在数码管上。整个课程设计过程从提出多套方案开始，先进行方案分析及比较，确定一套较好的方案后进行multisim2001软件仿真，确定无误之后进行组装调试，最终达到课题要求实现可控制计步。 通过本课程设计，可以让学生掌握面对一个比较大的问题，通过把它划分成几个模块进行分别调试。同时让学生更加熟悉本课程的内容，提高动手能力，为以后的学习工作打下基础 关键字：计数，清零，秒脉冲，译码显示
目录 前言 (4) 第一章设计要求 (5) 1.1、基本要求 (5) 1.2、提高要求 (5) 第二章系统的组成及工作原理 (5) 2.1、系统的组成 (5) 2.2、工作原理 (6) 第三章电路设计 (6) 3.1、方案比较 (6) 3.2、电路模块分析 (8) 第四章实验、调试及测试结果与分析 (10) 第五章结论 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 1、元件清单 (13) 2、芯片介绍 (13) 3、电路总电路图 (17)
前言 现在社会人们往往在办公室电脑前工作长时间，对于就餐也往往是在一些快餐店吃，而快餐店买的东西想炸鸡之类的东西，是高卡路里，以此导致肥胖人群越来越多,很多人会选择跑步来消耗多余的卡路里,但是跑步跑了多少步,消耗多少卡路里?这是很难通过简单的靠路程可以计量的,在100米的路程中,有些人步幅较小可能需要500步,有些人可能200就够,当然他们消耗的卡路里不一样。还有就是在一些体育活动中，像竞走，人们往往需要计算运动员的频率，通过测量计算知道运动员在什么样的频率下是最节省体力，最快的到达终点。 数字计步器通过水银开关戴在人体上，人体运动时会有相对的振动，这种振动会引起水银开关的断开与闭合，当水银开关闭合时，产生电流，不断地振动产生类似于cp脉冲的信号，再将产生的cp脉冲连接到74ls390N上，74ls390N用于计数，将四个74ls390N级联起来，达到四位计数功能，再将输出端连接到74ls48和bs201a上，以此达到显示目的。将四位的清零端连接到逻辑开关上，以此控制电路的清零。水银开关的闭合与断开较难控制，在本实验中先用实验箱中的cp脉冲代替水银开关产生的脉冲。 数字计步器在人们的日常生活中逐渐占据很大的地位，它满足了大多数人的需求，适应了市场的发展，因此有很大的发展前景，
智能计步传感芯片DS3553 使用指南 一．基本应用电路 ◆如果I2C通讯速率低于50KHZ，则可以不接R1，R2上拉电阻，可以降低功耗。 ◆INT2为抬手感应实时脉冲输出，根据具体应用接到主控芯片的GPIO。 ◆INT1为实时计步脉冲输出，根据具体应用接到主控芯片的GPIO。 ◆对于只使用脉冲信号的应用（不使用I2C接口），CSB需接到VDD保持为高。
二．I2C接口通讯协议 ◆硬件接口：SDA,SCL,CSB ◆如果使用GPIO软件模拟的I2C，则主控的SDA,SCL IO需设置为open drain模式,或者在通讯完成I2C STOP 后，CSB拉高前，SDA,SCL的IO设置为输入模式。 ◆每次进行通讯时主控需先把CSB置低,延时5ms开始I2C通讯，通讯完成后把CSB置为高。 ◆如果需要连续访问计步芯片，则CSB恢复为高的时间至少大于10ms以上，方可拉低CSB继续通讯。 ◆通讯时序如下： ◆I2C地址：0x27,地址+写为0x4E，地址+读为0x4F ◆I2C通讯会中断内部算法计算，影响计步的准确性，在非实时显示步数的情况下，尽量减少通讯次数。 ◆DS3553的I2C总线只能单独使用，不能与其他芯片共用。 ◆上电复位时，DS3553内部需要20ms的初始化时间。 ◆可参考本公司的应用例程。 三．读取计步数据及寄存器说明
◆CHIP_ID:Chip ID ◆计步数据寄存器：3字节，STEP_CNT_H（MSB),STEP_CNT_M,STEP_CNT_L(LSB) ◆芯片设置寄存器：USER_SET,进行修改操作时，先读取USER_SET，对相应位修改后再写入DS3553 ◆计步算法说明： DS3553集成了3种计步应用算法，分别如下： 手环计步算法：应用于手环，手表；即产品佩戴于手腕的产品。 计步鞋算法：应用安装于鞋中的计步产品。 计步器算法：应用于佩戴在腰部，口袋，裤袋，挂件，耳机，智能服饰等产品。 DS3553上电默认为手环算法，可通过USER_SET寄存器的bit1,bit0来选择计步算法。四．USER_SET寄存器说明
健步之星使用说明书
C．设置时间和日期 . 在时间模式，长按MODE（模式键）3秒钟直到显示屏开始闪烁 . 点击MODE（模式键）在以下设置中转化： 秒>分钟>小时>年>月>天>月/天格式>12/24 小时格式>主警报声 . 编辑这些设置时，点击+或-键 . 长按MODE（模式键）3秒钟，保存这些新设置 D.设置双重时间 . 在双重时间模式，长按MODE（模式键）3秒钟直到显示屏开始闪烁 . 点击MODE（模式键）在以下设置中转化： 小时>分钟 . 编辑这些设置时，点击+或-键 . 长按MODE（模式键）3秒钟，保存这些新设置 E. 设置警报和每小时报时 . 在报警模式，长按MODE（模式键）3秒钟直到显示屏开始闪烁 . 点击MODE（模式键）在以下设置中转化： 小时>分钟 . 编辑这些设置时，点击+或-键 . 长按MODE（模式键）3秒钟，保存这些新设置 在报警模式，点击STR/STP（开始/停止键）开启/关闭警报； 点击RESET（重置键）开启/关闭每小时报时声。 F．个人信息 为了准确的计算您的最高心率，你必须输入自己的个人信息。
. 在心率目标区域模式，长按MODE（模式键）3秒钟直到显示屏开始闪烁 . 点击MODE（模式键）在以下设置中转化： >（Hi）最高目标区域>（lo）最低目标区域>年龄>性别（男/女）>单位格式（英制/公制）> 体重（磅/公斤）>高度（英尺/厘米）>每步行走长度（英尺/厘米）. 长按MODE（模式键）3秒钟，保存这些新设置 每步距离计算方法：行走10步，测量距离，然后除以10得到每步的平均行走距离。
8秒钟后，读书将会改变，请等待几分钟后再次阅读。请确保： . 手表紧贴您的手腕。 . 按键时，请柔和地平按，不要敲击。 . 在启动心率测量模式时，请适量用力按住按键，过于用力将导致无法测量。
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
专业工程综合实训设计报告
目录 第一章绪论............................................................... 课题的背景及意义...................................................... 系统框架.............................................................. 第二章系统分析........................................................... 系统可行性分析....................................................... 功能可行性分析................................................... 运行环境可行性分析............................................... 开发环境简介......................................................... Java Development kit（JDK）介绍.................................. Android SDK 介绍................................................. Eclipse开发工具介绍............................................. Android Development Tools（ADT）介绍............................. 第三章 Android开发常用到的技术及环境搭建................................. Android开发常用到的技术............................................. Activity......................................................... Service.......................................................... Content Provider 内容提供者...................................... Intent 信使...................................................... 环境搭建.............................................................. 安装JDK.......................................................... 安装Eclipse......................................................
第一届“汇博杯”全国大学生信息技术创新应用大赛 作品设计报告 参赛作品题目 ——计步器 参赛单位：西安邮电学院 参赛队员：郭建新、杨欢、何欣全 指导教师：王竹霞、包志强 2011年11月
摘要 随着生活水平的提高，社会各阶层的人们对身体健康尤为关注。然而健身的方法数不胜数，步行是最好的运动。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。据专家测定，当烦躁、焦虑的情绪涌上心头时，以轻快的步伐散步15分钟左右，即可缓解紧张、稳定情绪。 更好的是，步行对于一些不喜欢运动，或者说是运动细胞不够发达的人来说，确实是 一种简单实用的方法。一旦选择开始步行运动，计步器是一个很好的电子器件，携带方便，看看自己一天可以行走多少步。周后将天所走的步数相加除以，求出每天平均步行数。 从健康需求角度来看，计步器是必不可少的一件随身物品，而且价美物廉；从技术角度上看，它利用了加速度传感器原理和无线网络技术来发送和接收数据，同时无线网络加速度传感器的使用更加让我们意识到当今信息时代的发展是多么的迅猛！ 关键字：无线网络传感器加速度计matlab[1]健康步行 Abstract With the improvement of living standards, all levels of society to healthy body is increasingly concerned about people. However the fitness of numerous methods, walking is the best movement. Health should go out, walk exercise-the health of human life add oxygen station. Walking is a kind of in a static dynamic, moving in the static fitness methods can alleviate nerve muscle tension. According to expert determination, when be agitated, anxious mood into my mind when, with brisk pace for a walk about 15 minutes, can relieve tension, stable mood. Better is, walk for some don't like to exercise, or was it a sport cells not rich people, really is
智能手环发展趋势 智能手环是一款穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠和饮食等实时数据，并将这些数据与iphone、ipad和ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。 智能手环随着发展的趋势主要进行垂直细分市场分为以下三个方面；儿童手环，老人手环，还有健康运动手环。以下就分别予以解释。 一、儿童手环 突出安全，智能，要定位精准，手环防拆报警等功能，当然要符合人机工程学和环保要求 二、老人手环 需要一键呼救，定位；与社区医院或者大医院合作，针对老年人的一些要求，通话等功能。 三、运动健康手环 都市白领阶层由于种种原因不能参加运动；运动手环可以提供；来电提醒、计步器、每日行走里程数计算、每日消耗卡路里计算、睡眠跟踪、相机遥控器、防丢提醒。 智能手环 天然无毒，外观设计高档时尚、大方，不仅具有运动健康秘书的功能，还具有时尚配件的功能，外观有流线花环，颜色多样。两端则设有银色涂层金属帽，非常适合佩戴，这也让其有别于带有卡锁或者纽扣的传统手环。 这种设计风格对于习惯佩戴首饰的用户而言，颇具诱惑力。更为
重要的是，智能手环的设计风格较为百搭。 智能手环内部内置了一颗续航时间可达10天的锂电池，一个震动马达和一个动作感应加速计。手环末端小尺寸的银帽则是用于更改设置的按键，另外一段则是一个用于和手机连接的3.5毫米插头。 智能手环这种设计风格对于习惯佩戴首饰的用户而言，颇具有诱惑力。更重要的是，手环的设计风格堪称百搭。而且，别看小小手环个头不大，其功能还是比较强大的，比如它可以说是一款高档的计步器，具有普通计步器的一般计步，测量距离、卡路里、脂肪等功能，同时还具有睡眠监测、高档防水、蓝牙4.0数据传输、疲劳提醒等特殊功能。 其内置的电池可以坚持10天，振动马达非常实用，简约的设计风格也可以起到饰品的装饰作用。 以睡觉为例，在睡前将Jawbone up设置为睡眠模式，第二天起床后将它与iPhone设备同步，便可看到你的睡着时间、清醒时间、深睡/浅睡、整体的睡眠质量等信息。而对于减肥和健身的人来说，“Jawbone UP”智能手环是一个负责的私人教练，可以告诉你每天的运动路径、消耗卡路里和摄入热量。，还可以设置运动目标，比如要走多少步，消耗多少卡路里等等，还会实时的显示运动的完成率，运动减肥都可以量化，对于不能坚持的人来说是一大福音。智能手环具有高档防水功能，可以戴着手环在
课程设计说明书 课程设计名称：数字逻辑 课程设计题目：数字计步器 学院名称：信息工程学院 专业：计算机科学与技术班级： xxx 学号： xxx 姓名： xxx 评分：教师： 20 12 年 x 月 x 日
数字逻辑 课程设计任务书 20 11 －20 12 学年 第 二 学期 第 18 周－ 19 周 注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带 题目 数字计步器 内容及要求 1. 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。 进度安排： 1、根据任务要求，查阅相关资料，完成设计的前期工作；（两天） 2、根据资料，进行方案设计并对比论证，完成参数计算；（三天） 3、库房领取元器件，联接电路，完成电路调试；（五天） 4、检查完毕后，撰写实验报告。 学生姓名： xxx 指导时间2012-6-11——2012-6-22 指导地点：E 楼504 室 任务下达 2012 年 6 月 11日 任务完成 2012 年 6 月 22日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作■4.其它□ 指导教师 xxx 系（部）主任
一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 摘要 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。实验通过74ls160的四个级联，进行计数，再通过74ls48和bs201a 显示在电子屏上。通过本课程设计，可以让学生掌握面对一个比较大的问题，通过把它划分成几个模块进行分别调试。同时让学生更加熟悉本课程的内容，提高动手能力，为以后的学习工作打下基础。 关键字：计数，清零，水银开关