目录
1.引言 (1)
1.1选题的目的 (1)
1.2选题的意义 (2)
1.3国内外研究现状 (2)
2.系统基本原理及系统设计方案 (3)
2.1多功能计步器的基本内容 (3)
2.2传感器的选择 (3)
2.3 MCU微处理器的选择 (4)
2.4 系统的总体设计 (5)
3.系统的硬件设计 (6)
3.1微处理器电路模块 (6)
3.2计步器传感器采集模块 (7)
3.3 数字温度传感器模块 (9)
3.4显示模块 (10)
4.软件设计 (11)
4.1软件主流程图 (11)
4.2计步器算法的实现 (12)
5.硬件及软件测试 (15)
5.1实物图展示 (15)
5.2功能模块测试 (16)
5.3软件测试 (16)
6.总结 (17)
参考文献 (17)
基于单片机多功能计步器的设计与实现
摘要：目前，人们可以依据这种计步器来得出人体是否是一种健康的状态，它是通过研究与分析人体的运动的情况，但是人体的运动状态并不能进行简单的分析，计步器有着很多种的特性。三轴的加速度传感器ADXL345归于电容式的三轴的传感器的一种，若它与以往的机械式的传感器比的话，它得到的人的身体的运动的时候的加速度的信号会比传统的更加的准。当捕获到加速度的信号后，这些信号需要通过低通的滤波器来进行滤波，进而进行对信号的A／D转换、信号的采样利用单片机的内部的结构中的A／D
转换器。在设计过程中难免会出现一些误差的计数，本设计运用了一种自己适应的算法来实现计步这个功能，也可以降低误差值，更为准确。最终，要用单片机的作用来把步数弄到液晶的显示屏的上面。整个的设计的需要的电流仅为1-1.5mA，达到了少的功耗。
步行对于锻炼来说，是一种最简单也是最方便的方法。若人的身体一直走上半小时左右，大约为400 0米左右/每小时，对身体有很多的好处，增强了各种的肌肉或者肺脏的功能，有助于血液的流和通，尤其是对于那些长时间不运动的上班族来说，这是很好的锻炼方式。步行能够加强骨骼、关节、韧带，为了防止以后的疼痛和受伤。然而如果不能够很好的规划每天的锻炼方法和运动程度，照样达不到所要效果或者说锻炼的效果很不明显。使用计步器可以很好的保证完成每天的运动量，计步器可以让运动者清晰的看到自己每天的运动量，能科学的对自己的运动做出规划，从而达到提高步行锻炼的质量，时钟的显示可以很好的让运动者掌握锻炼的时间程度，温度显示可以让运动者了解天气，从而选择更加适宜的地点进行锻炼，也能减少在锻炼中的意外的情况的发生。综上，运动者就可以很方便的了解自己每天的运动程度从而实现科学的运动，也有助于敦促运动者长期的坚持锻炼。
1.2选题的意义
在科技与社会的日益发展下，人们生活的环境也得到了很大的提高，尤其是随着办公室中亚健康群体的数量越来越多，健康也变得越来越受人们的关注。计步器作为一种测量的仪器，它有很大的功能，能帮助运动者清晰的了解自己的运动量。因为它可以很好的显示出人体总共的行走的步数以及消耗的能量，所以人们也就因为这个原因来专属定制属于自己的锻炼或者运动的方案来进行自己的健康之路，最后是通过自己完成的进度来进行分析自己的身体的健康，这个方法在现在变得越来越流行。再加上为了与现在的市场所要求的需要相对应，设计出了用手拿的那种电子的计步器，使用起来的也很简单和方便。
计步器作为一种日常锻炼进度监控器，越来越受人们的喜爱，其也被越来越多的人使用。它可以帮助人们合理规划自己锻炼计划，增强体质。在以往的设备中进行检测的步数的功能是利用了一个简单的计数器与加重的机械的开关。我们可以拿着设备来晃动的操作，不难发现有挡块发出的声音是由于一个摆锤来回摇摆，或者出现滑动的声音是由于一个金属的球左右滑。由振动的传感器和电子的计数器组成了电子的计步器。当人体在行走的过程会发现身体的重心出现上移和下移的情况。其中最突出的就是上上下下位移的腰的位置，因此得出了把计步器放置在腰带的位置上最适宜。振动的传感器的意思就是出现了断或者通的动作在一个触点上是因为在一个平衡的锤子上进行上和下的振动，其中最主要的显示与记录的功能是由电子的计数器实现的，其他的由电路来实现的，如其他的耗了的热量和路程的转换和计算等。计步器是感到了外面的颤动，通过了一种加速度的计。一段的塑料的管子里有着一块有磁性的铁，塑料管的内部是有着线圈的，当外界的作用力使得管子运动的时候，因惯性那块有磁的铁在塑料的管子里反的运动，也相当于是线圈的切割，这样线圈中就会有电流，由于电磁的感应，这就是普遍的加速度计的原理。当人的身体在进行运动的情况时候，就会感知到加速度信号，这类信号会上的起伏或下的起伏，就和正弦的过程的形状类似的，这样线圈中的输出的电流也似于正弦的波，通过研究这类正弦的波的频率就会得到了人体的运动的步数，再算出了动的距离，消耗了的卡路里，和速度。
伦纳德·达芬奇提了在以往的第一早的计步器，他来自意大利。但没保留了，现存的年代最久远的计步器是来自德国，其在1667被发明。到了88年后的1755年，第一款真正的计步器面世了，其是由日本的一个电子工程师Gcn．naiHiraga所发明。计步器在真正中使用已经是到了近代以后了。这样的现象表明发现的机器对人类的实用的价值比机器的制作的发明更为重要。计步器的作用是用来计算步行时的总的步数进而研究并分析身体的健康，这些已经有了足足40多年的普遍的使用的历史在日本这个国家中。在19 65年，manpo-meter的计步器进到了日本的市集。计步器来记步的是用了摆摆钟的原理来进行的，我们可以拿设备进行晃的操作，不难发现有挡块发出的声音是由于一个摆锤来回摇摆，或者出现滑动的声音是由于一个金属的球左右滑。到现在为止，机械式的计步器已经慢慢消失，电子式的逐渐占据了市场。
2. 系统基本原理及系统设计方案
2.1多功能计步器的基本内容
本文的内容是基于这STC89C52较低速的单片机的设计，再加上综合上三轴加速度传感器ADXL345，这样结合起来来实现计步器的计步的作用。第二章的内容是主要的写了整个的系统的基本的原理及设计的方案，依据基本的设计的要求来进行选择传感器和微处理器，第三章是对硬件中的传感器的数据进行采集的模块、微处理器的电路的模块、数字的温度传感器的模块以及LED1602的显示的模块来进行的介绍，第四章的内容是对软件的基本的流程图以及计步器的基本的算法来进行的介绍。继而第五章是对实物的整体进行了功能的验证和调试。
