基于单片机的计步器设计及实现模板

基于单片机的计步器设计随着人们生活水平的提高和科技的不断进步，智能硬件设备已经成为我们日常生活的一部分。

其中，计步器作为一种监测身体运动的工具，越来越受到人们的喜爱。

而基于单片机计步器的设计，不仅具有较高的精度和稳定性，还能够有效地降低成本。

本文将详细介绍基于单片机计步器的设计思路和实现方法。

计步器作为一种运动监测工具，可以帮助人们有效地监测自己的运动量，进而控制饮食和调整运动计划。

传统的计步器多为机械式或电子式，但其成本较高、体积较大，不利于随身携带。

因此，设计一种低成本、便携式的计步器成为了一项重要需求。

基于单片机的计步器应运而生，成为了满足这一需求的有效解决方案。

基于单片机计步器的核心部件为单片机、加速度传感器和显示屏。

其中，单片机作为控制中心，负责处理加速度传感器采集的数据并控制显示屏的显示；加速度传感器用于监测步行时的加速度变化；显示屏则用于显示步数、距离、时间等数据。

电路连接方面，单片机与加速度传感器、显示屏等部件通过线路连接。

其中，加速度传感器通过AD转换将模拟信号转化为数字信号，再传输给单片机；单片机将处理后的数据传输给显示屏进行显示。

软件设计方面，我们采用C语言编写程序。

程序主要包括数据采集、数据处理和数据显示三部分。

数据采集部分负责读取加速度传感器的数据；数据处理部分将这些数据进行分析和处理，计算出步数、距离、时间等参数；而数据显示部分则负责将处理后的数据显示在显示屏上。

在实现单片机计步器的过程中，首先需要进行实验验证，以确定设计的可行性和稳定性。

实验中，我们需要采集不同步行速度和距离下的加速度数据，并对这些数据进行处理和分析，以得出准确的步数、距离和时间等参数。

实验验证不仅能够帮助我们检验设计的正确性，还能够为后续的实际应用提供参考。

数据采集和处理是单片机计步器的核心环节之一。

在实际应用中，我们需要通过加速度传感器采集步行时的加速度变化数据。

这些数据经过AD转换后，传输给单片机进行处理。

基于单片机的智能计步器设计摘要本文基于单片机设计了智能计步器，通过加速度传感器采集人体的步数，并利用有限状态机进行步数统计与分析。

采用串口通信方式将步数数据传输至上位机进行存储和展示，同时设计了图形化界面方便用户操作。

实验结果表明，该智能计步器具有较高的准确度和实用性，可以满足大多数人的步数记录需求。

关键词：单片机；计步器；加速度传感器；有限状态机；串口通信；图形化界面；步数记录。

AbstractIn this paper, an intelligent pedometer based on single-chip microcomputer is designed. The pedometer collects the number of steps taken by the human body through the acceleration sensor and uses the finite state machine for step counting and analysis. The step count data is transmitted to the upper computer for storage and display through serial communication, and a graphical interface is also designed for user operation. The experimental results show that the intelligent pedometer has high accuracy and practicality, and can meet the step recording needs of most people.Keywords: Single-chip microcomputer; Pedometer; Acceleration sensor; Finite state machine; Serial communication; Graphical interface; Step recording.1.引言近年来，随着健康意识的提高和生活方式的变化，计步器作为一种便捷的健身工具，被越来越多的人所使用。

基于单片机的计步器设计摘要随着社会的发展，生活方式的改变，现代人的生活越来越远离运动，都市的白领们在享受着汽车、互联网等科学技术为生活带来便利的同时，身体的活动机会也在不断的减少。

高强度的脑力劳动，长时间的办公室作业，让许多人的身体处于亚健康状态，更有不少人患上了肥胖、失眠等疾病。

本文基于IAP15F2K61S2单片机，利用常开型振动传感器模块检测人体行走的步数，通过数码管显示出来。

并具有清零、存储记录和查看历史记录的功能。

使人们时刻掌握着自己的健身强度和运动水平。

关键词：IAP15F2K61S2、常开型振动传感器模块、计步器1 设计任务计步器主要由振动传感器和电子计数器组成。

人在步行时重心都要有一点上下移动。

以腰部的上下位移最为明显，所以计步器挂在腰带上最为适宜。

计步器的工作核心就是振动传感器，通过振动传感器对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，方便人们随时监控自己的健身强度和运动水平。

通过设计实现的功能有：1) 利用振动传感器来实现对计步器功能的模拟；2) 可以记录行走的步数，可以显示记录的步数；3) 通过按键实现归零功能，可以存储历史记录，并断电不丢失；4) 通过按键实现了历史记录的查看。

2 设计思路计步器由振荡电路、复位电路、数码管显示模块以及按键模块和传感器模块等几个部分组成（如图2-1）。

振荡电路是给单片机提供外部时钟信号，使单片机工作。

复位电路是使单片机恢复初始状态。

数码管显示模块是受单片机控制显示步数。

按键模块是通过相应的按键控制单片机实现相应的功能。

传感器模块是检测人体行走时的振动，若检测到振动则传感器给出低电平，来告诉单片机记录步数。

图2-1 计步器系统框图344.1单片机内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，振荡电路是单片机系统正常工作的保证，如果振荡器不起振，系统将会不能工作。

假如振荡器运行不规律，系统执行程序的时候就会出现时间上的误差。

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.随着科学技术和文化的不断发展，健康在人们物质生活和精神生活中变的越来越重要.人们开始关注身体的健康，追求更高质量的生活水平。

因此，可以实时测量人们在日常生活中的运动的计步器就诞生了。

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4000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。

8 | 电子制作 2018年4月动传感器就是一个普通的平衡装置，当人体运动时，平衡装置原有的平衡状态被破坏，因此出现通或断情况，因此达到计步效果。

随着科技的进步，新型的计步器逐渐被人类所研发，本文就是对基于单片机的计步器进行简单的论述。

1 设计思想基于单片机的计步器设计主要由五部分组成：STC89C52单片机最作为控制系统；ADXL345加速度传感器用来检测人体状态的变化；蓝牙模块用来作为无线传输，把数据传输给收件APP 进行显示步数、路程、卡路里；LED 灯电路作为一个人体活动的状态指示；电源电路为系统供电。

系统的结构图如图1所示。

图1 基于单片机的计步器系统组成2 系统硬件设计■2.1 控制模块STC89C52芯片是一种新型的芯片，它的功耗和速度都比上一代要好，制作工艺也有很大的提升，芯片内附有MAX810电路的高品质CMOS8位微控制器。

该芯能够擦写1000次之多，可以直接使用串口下载，当CPU 停止工作， ■2.2 人体状态传感器选用角度传感器ADXL345模块实时检测相关状态信息。

ADXL345是具体积小、功耗低、厚度低的3轴加速计，具有灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚，抗冲击能力强，可通过SPI 或I 2C 两种数字接口访问，32级先进先出（FIFO）缓冲器，用于存储数据，使处理器最小化，并降低整个系统的功耗。

同时ADXL345模块提供了各种特殊检测功能特点。

通过利用任意轴上的加速度原有的数值和用户设置的数值进行比较，从而来检测活动和非活动状态；任何方向的双振动和单振动都可以来检测爆震功能；还具备自由落体检测功能。

2.2.1 ADXL345的工作原理ADXL345加速度传感器主要就是利用信号准换功能，把模拟信号准换为数字信号传送给单片机进行处理。

首先由前端感应器感测加速度的大小，然后利用感应电信号器件转为可识别的电信号，这个电信号是个模拟信号，ADXL345模块内部本身有A/D 转换器，可以将这个模拟信号转换为数字信号。

基于单片机的计步器毕业设计基于单片机的计步器毕业设计是一个结合硬件和软件开发的项目，旨在设计和实现一种能够准确计算人体步数的计步器。

本文将详细介绍基于单片机的计步器毕业设计的实施过程。

一、设计目标和功能需求：-设计一个小巧方便携带的计步器装置。

-准确计算和显示用户的步数。

-提供用户友好的界面和操作方式。

-具备存储功能，可以记录用户的步数历史数据。

-实现电池管理功能，延长电池寿命。

-提供报警功能，当达到设定目标步数时进行提醒。

二、硬件设计：1.主控芯片：选择适合计步器的低功耗单片机芯片，如ATmega328P。

2.传感器：使用加速度传感器来检测用户的步行动作，如三轴加速度传感器MPU6050。

3.显示屏：选用OLED显示屏，具有较低的功耗和高对比度。

4.按键：设置功能按键，如复位按钮、模式切换按钮等。

5.存储器：添加闪存芯片或SD卡，用于存储步数历史数据。

三、软件设计：1.初始化：设置芯片的引脚、时钟和其他必要的初始化配置。

2.加速度数据采集：通过加速度传感器采集用户的步行动作数据，并进行滤波处理以消除噪声。

3.步数计算：根据加速度数据分析用户的步行模式，使用步数计算算法准确计算步数。

4.显示界面设计：设计用户友好的显示界面，包括当前步数、目标步数、历史数据等。

5.存储功能：将计算得到的步数数据存储在闪存芯片或SD卡中，便于后续查看和分析。

6.电池管理：实现低功耗模式，在不需要使用时自动进入睡眠状态以延长电池寿命。

7.报警功能：当达到设定的目标步数时，触发报警功能，提醒用户完成目标。

四、系统调试与测试：1.硬件连接：将各个硬件组件连接到单片机上，并进行电路连接的验证和检查。

2.软件编程：使用适当的编程语言（如C语言）编写单片机的程序代码，并进行编译和烧录到芯片中。

3.功能测试：对计步器的各项功能进行测试，包括步数计算的准确性、界面的显示效果、存储功能的正常运行等。

4.优化调试：根据测试结果对硬件和软件进行调优，修复可能存在的问题和错误。

计步器设计LT基于51单片机的简易计步器设计彭伟东南京信息工程大学滨江学院自动控制系，江苏南京 210044摘要：计步器作为在现代社会中日常锻炼的一种监视器，不但能激发人们挑战自己潜力，还能保持身体健康，增强身体免疫力。

它还可以依据人一天的运动信息来推算出人身体的健康信息。

本文设计一款简易计步器，其主要是由作为微处理器的51单片机STC89C52模块，显示模块，加速度传感器ADXL345模块，传感器电路模块等几个部分组成，运用人在运动状态下加速度信息来判断步伐的计步器，其系统设计简单，结构简单，运用小体积，低能耗，高精度的ADXL345（加速度传感器），芯片内部集成了A/D转换器，可以直接将采集来的模拟信号转换为数字信息，将收集的加速度信息再运用合理的算法就可实现计算出人行走的步伐。

关键字：计步器；ADXL345；传感器电路；STC89C52Simple pedometer design based on 51 MCUPeng WeidongDepartment of Automation and Control，NUIST，Nanjing 210044，ChinaAbstract:Pedometer is a popular daily exercise monitor,which can inspire people’s potential to challenge himself, enhance physique and, help thin body.In addition pedometer can analyze the healthy condition of body according to the calculated people's movement situation. This paper designs a pedometer which uses of people’s movement to detect changes generated by the acceleration of steps.The pedometer utilization of implementation scheme pedometer, small size, low power consumption, high ADXL345 three axis acceleration sensor, chip can put the data acquisition to internal data processing for the digital data acquisition to acceleration data, after appropriate algorithm can achieve plan step function. This paper introduces the design of a paragraph of the pedometer ADXL345 based on acceleration sensor. Introduces the software algorithm real pedometer while the SPI has integrated chip I²C interface, and I can be conveniently data transmission to the main control chip. The system is simple in design, realization convenient.KEY WORDS：circuit；ADXL345；sensor pedometer；STC89C521、引言在这现代化的社会，我们所追求生活水平日渐提高，我们越来越关心我们的身体健康状态。

基于单片机的计步器设计一、计步器的工作原理计步器的工作原理主要基于加速度传感器。

加速度传感器能够感知物体运动时产生的加速度变化。

当人行走时，身体会产生上下的加速度变化，计步器通过检测和分析这些加速度变化来计算步数。

在行走过程中，脚步着地和抬起时产生的加速度变化具有一定的特征。

计步器通过设定阈值和算法，对加速度数据进行处理，当加速度的变化超过阈值并且符合特定的模式时，就被认为是一步。

二、硬件设计1、单片机选择在计步器的设计中，单片机是核心控制单元。

我们可以选择常见的低功耗、高性能的单片机，如 STM32 系列。

STM32 系列单片机具有丰富的外设资源、良好的稳定性和性价比，能够满足计步器的功能需求。

2、加速度传感器加速度传感器用于检测人体运动时的加速度变化。

常见的加速度传感器有 MPU6050 等。

MPU6050 集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪，可以提供高精度的运动检测数据。

3、显示模块为了方便用户查看计步数据，需要选择合适的显示模块。

可以选择液晶显示屏（LCD）或者电子纸显示屏（EPD）。

LCD 显示屏显示效果清晰，但功耗相对较高；EPD 显示屏功耗低，但刷新速度较慢。

根据实际需求，可以选择合适的显示模块。

4、电源模块计步器通常采用电池供电，因此需要设计一个稳定可靠的电源模块。

可以选择锂电池作为电源，并通过电源管理芯片对电池进行充电和电量监测。

三、软件设计1、初始化在系统启动时，需要对单片机的各个外设进行初始化，包括加速度传感器、显示模块、定时器等。

2、数据采集通过单片机的接口读取加速度传感器的数据，并进行滤波处理，以去除噪声和干扰。

3、计步算法计步算法是计步器软件的核心部分。

常见的计步算法有峰值检测算法、零交叉算法等。

在实际应用中，可以根据传感器的特性和实验数据选择合适的计步算法，并进行优化和改进。

4、数据存储为了记录用户的运动数据，可以使用内部闪存或者外部存储卡进行数据存储。

存储的数据可以包括步数、运动时间、消耗的卡路里等。

基于单片机计步系统设计摘要：本文基于单片机设计了一个计步系统，该系统由加速度传感器和单片机组成，通过采集加速度数据进行算法处理得到步数。

设计过程中，我们着重考虑了系统的精度、实时性和功耗等因素，并在实验中对系统的性能进行了评估。

实验结果表明，该系统具有较高的步数检测精度和实时性，能够满足日常步数统计的需求。

关键词：单片机，计步系统，加速度传感器，步数检测精度，实时性，功耗Abstract:In this paper, a step counting system based on a single-chip microcomputer is designed. The system consists of an acceleration sensor and a single-chip microcomputer. By collecting acceleration data and algorithm processing, step counting is obtained. In the design process, we focused on factors such as the accuracy, real-time performance, and power consumption of the system, and evaluated the performance of the system in experiments. The experimental results show that the system has high accuracy of step counting and real-time performance, which can meet the daily step counting needs.Keywords: single-chip microcomputer, step counting system, acceleration sensor, step counting accuracy, real-time performance, power consumption一、引言健康生活是当前社会的一个热门话题，而步数统计是健康生活中的重要指标之一。

中文摘要科技在进步，时代在发展，科学的生物学信号指标与人们的生活健 康紧紧地联系在一起，只有更全面地了解其中规律，才能更科学地解决 人体健康问题和拥有高质量的生活。

随着科学技术的发展，便捷式生物 医学电子设备技术也愈来愈趋于成熟，人们的生活水平越来越高，对便 捷式生物医学信号电子实时监测显示设备的需求也越来越高。

健康指标 很多，本设计是根据人们行走的步数和心跳的频率两个重要的健康指标 进行开发设计，因此，本次毕业设计按照现在发展的需要设计一款基于 STM32 单片机的运动实时监测显示系统。

运动实时监测显示系统主要采 用 STM32F103C8T6 核心板电路，而计算人的走路步数，走过的路程距 离和行走的状态主要通过重力加速度传感器 ADXL345 来实现检测。

通 过心率传感器和温度传感器实时检测心跳频率和身体温度。

而实时显示 步数多少、距离长短、心率快慢以及温度高低则通过 LCD1602 来实现。

关键词：STM32F103 步数 ADXL345 模块 心率模块 温度AbstractScience and technology are progressing, the times are developing, and the biological signal indicators of science are closely related to the health of people's lives. Only by more comprehensive understanding of the rules, can we solve human health problems more scientifically and have a high quality of life. With the development of science and technology, convenient biomedical electronic equipment technology is becoming more and more mature, people's living standard is getting higher and higher, and the demand for convenient biomedical signal electronic real-time monitoring and display equipment is becoming higher and higher. There are many health indicators, this design is based on the number of people walking and the frequency of heartbeat two important health indicators to develop the design, therefore, this graduation project According to the need of development, a real-time motion monitoring and display system based on STM32 single chip microcomputer is designed. The real-time motion monitoring and display system mainly adopts the STM32F103C8T6 core board circuit, and calculates the number of walking steps, the distance and the state of walking mainly through the gravity acceleration sensor ADXL345 to realize the detection. real-time detection of heartbeat frequency and body temperature through heart rate sensors and temperature sensors. And the real-time displayof the number of steps, the length of distance, heart rate speed and temperature through the LCD1602 to achieve. Keywords ： STM32F103 steps adxl345 module heart rate module temperature目录第一章 绪论 ..............................................................................................1 1.1 课题背景及研究意义 .......................................................................1 1.2 国内外研究现状 ...............................................................................2 1.3 本设计论文结构安排 .......................................................................2第二章 设计方案的选择 ..........................................................................3 2.1 STM32 单片机芯片选择 ..................................................................3 2.2 显示模块选择 ...................................................................................3 2.3 计步模块选择 ...................................................................................4 2.4 心率监测模块选择 ...........................................................................4第三章 硬件电路设计 ..............................................................................5 3.1 系统功能分析及系统结构设计 .......................................................5 3.1.1 系统功能分析 .............................................................................5 3.1.2 系统结构......................................................................................5 3.2 模块电路设计 ...................................................................................5 3.2.1 主控板电路 ................................................................................5 3.2.2 显示模块电路 ............................................................................7 3.2.3 计步模块电路 ............................................................................8 3.2.4 心率模块电路 ............................................................................9 3.2.5 温度模块电路 ..........................................................................12第四章 系统软件应用 ............................................................................14 4.1 系统编程语言选择 ........................................................................14 4.2 程序开发环境 ................................................................................14 4.3 软件开发流程 ................................................................................154.4 程序烧录软件介绍 ........................................................................16 4.5 程序烧写模块介绍 ........................................................................16 4.6 系统算法设计 ................................................................................184.6.1 心率算法设计 ..........................................................................18 4.6.2 计步与距离算法设计 ..............................................................18 4.6.3 体温算法设计 ..........................................................................18 4.7 系统编程流程 ................................................................................18 第五章 系统调试 ....................................................................................19 5.1 系统调试.........................................................................................19 5.1.1 程序调试...................................................................................19 5.1.2 硬件测试...................................................................................19 5.2 实物测量数据 ................................................................................20 5.3 实物测试.........................................................................................20 第六章 总结与展望 ................................................................................21 参考文献................................................................................................... 22 致谢 ........................................................................................................... 23第一章 绪论 1.1 课题背景及研究意义伴随着当今社会的不断发展，人们的生活水平不断的提高，实时监测人体健康 指标在预防突发疾病方面愈发重要，人们也通过各种各样的方式去保持自己的身体 健康。

基于STM32单片机的心率计步体温显示系统设计设计背景：随着人们生活水平的提高，对健康的关注越来越多。

心率、步数和体温是人体健康状况的重要指标，因此设计一个基于STM32单片机的心率计步体温显示系统，可以实时监测这些指标并显示出来，对用户的健康状况进行评估，并能记录历史数据，以便分析和调整生活方式。

系统设计：1.硬件设计：(1)硬件主要包括STM32单片机、心率传感器、加速度传感器、温度传感器和OLED显示屏。

(2)STM32单片机作为主控芯片，通过串口连接各个传感器。

(3)心率传感器用于检测用户的心率，加速度传感器用于检测用户的步数，温度传感器用于检测用户的体温。

(4)OLED显示屏用于显示心率、步数和体温的实时数值。

2.软件设计：(1)软件主要包括数据采集、数据处理和数据显示三个模块。

(2)数据采集模块使用STM32单片机的GPIO口和串口功能，通过读取传感器的输出数据进行采集。

(3)数据处理模块使用算法对采集到的数据进行处理，包括心率的检测、步数的计算和体温的测量。

(4)数据显示模块使用OLED显示屏将处理后的数据显示出来，并可以通过按键进行切换和历史数据的查看。

系统功能：1.实时监测心率、步数和体温，显示实时数值。

2.记录历史数据，可以查看过去一段时间内的心率、步数和体温变化。

3.提供警报功能，当心率或体温超出安全范围时，系统会自动报警。

4.提供数据导出功能，可以将历史数据导出到电脑进行分析和保存。

5.提供远程监测功能，可以通过手机等终端对心率、步数和体温进行实时监测。

设计优势：1.硬件成本低廉，容易实现。

2.软件算法可靠准确，能够实时监测和控制用户的健康状况。

3.系统界面友好，操作简单方便。

应用前景：该系统可以广泛应用于医疗、健康管理、运动调控等领域，对群众的健康状况进行实时监测和控制，提高生活质量和健康水平。

同时，该系统还具有一定的市场前景，可以作为智能手环、智能手表等产品的配套产品，形成一个完整的健康监测系统。

基于单片机简易计算器的设计在我们的日常生活和工作中，计算器是一个非常实用的工具。

从简单的数学运算到复杂的科学计算，它都能为我们提供快速准确的结果。

而基于单片机设计的简易计算器，不仅具备基本的计算功能，还具有体积小、成本低、易于实现等优点。

一、设计背景随着电子技术的不断发展，单片机的应用越来越广泛。

它在控制、测量、通信等领域都发挥着重要作用。

而将单片机应用于计算器的设计，可以实现更加智能化和个性化的计算功能。

同时，对于学习电子技术的人来说，设计一个基于单片机的简易计算器也是一个很好的实践项目，可以帮助我们更好地理解单片机的工作原理和编程方法。

二、系统总体设计1、功能需求简易计算器应具备基本的四则运算（加、减、乘、除）功能，能够处理整数和小数的运算。

同时，还应具备清零、退位、等号等操作功能。

2、硬件设计硬件部分主要包括单片机最小系统、键盘输入模块、显示模块等。

单片机最小系统是整个系统的核心，负责控制和处理数据。

键盘输入模块用于接收用户的输入指令，显示模块用于显示计算结果。

3、软件设计软件部分主要采用 C 语言进行编程。

通过编写程序，实现对键盘输入的识别和处理，以及对计算结果的输出显示。

三、硬件电路设计1、单片机最小系统单片机选用常见的 STC89C52 芯片，它具有价格低廉、性能稳定等优点。

最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。

晶振电路为单片机提供时钟信号，复位电路用于系统的初始化。

2、键盘输入模块键盘采用4×4 矩阵键盘，通过行列扫描的方式获取用户的输入信息。

键盘上的按键分别对应数字 0-9、四则运算符号、清零、退位和等号等功能。

3、显示模块显示模块选用 1602 液晶显示屏，它可以显示两行字符，每行 16 个字符。

通过单片机的控制，将计算结果和输入的算式显示在屏幕上。

四、软件程序设计1、主程序主程序主要负责初始化系统、扫描键盘、处理输入和计算结果等。

首先，对单片机的各个端口进行初始化设置，然后进入一个无限循环，不断扫描键盘，当检测到有按键按下时，根据按键值进行相应的处理。

0 引言最早的计步器是利用机械一维振动传感器进行数据采集，进行对运动情况的监测，但是这种传感器存在精度低，灵敏度差，很多方面已经不能满足人们的需求[1]。

本文旨在前辈们的设计经验的基础上，设计一款精准计数的健康智能管理计步器。

特别地，针对减肥人群，在其对应的运动量和消耗的卡路里的范围内，对他们摄入热量多少做个提示。

1 系统总设计图1 系统总体框图本次设计了一个简易的、能够时时刻刻掌握人们身体健康的，运动情况的智能计步器，是以STC89C51单片机为控制核心，利用ADXL345三轴加速度传感器采集人体步行的信息，用LCD1602液晶显示器精确显示每天行走的步数和时间，实时掌握步行所消耗的卡路里和脂肪燃烧量，同时系统还可以进行设定不同的身高和体重，已达到计算更加准确，达到科学的步行，系统总体框图如图1所示。

若只是单纯的行走，会很没有想要继续坚持走下去的信心，而且盲目的步行对健康没有一点儿的促进作用，所以设置一个区域化的管理计步器让使用者看得到自己的成绩，激励自己。

2 硬件设计2.1 单片机最小系统电路主控模块采用STC89C51单片机作为主控模块的控制核心，STC89C51是STC 公司生产的一种低功耗、高性能8位微控制器。

它内部是EEPROM，不仅可以在程序中修改，且断电不会丢失，同时还有两级中断优先级，价格也便宜。

通常，STC89C51单片机的最小系统由电源电路、晶振电路、复位电路组成。

2.2 显示电路LCD 的工作原理简单就是通过电流诱发内部液晶分子由点连线，由线成面，三者相互配合点亮背部的小灯管，这样就成了我们看见的LCD 显示屏了[2]。

其次LCD1602和单片机的连接基本是固定的，只要把1602的控管脚接到单片机上的管脚就可以，然后就可以设置液晶为8位或者4位数据接口[3]。

Keywords: quantitative; real-time monitoring; intelligence; pedometer基金项目：阿坝地区电力系统短期负荷的研究（ASC19-25）；智能配电网环境下的短期负荷预测（S201910646003S）；互联网+智能婴儿车（S201910646091）。

浅谈基于单片机的计步器设计摘要：本文基于单片机实现了一款计步器，并讨论了设计过程中所遇到的问题以及解决方案。

该计步器采用加速度传感器检测步伐，使用LCD显示步数和距离并可通过串口输出数据。

实验结果表明，该计步器具有较高的测量精度和稳定性，可应用于日常步行监测、运动训练等领域。

关键词：单片机、计步器、加速度传感器、LCD、串口输出正文：1. 引言计步器是一种用于测量走路步数和距离的简单设备，广泛应用于日常生活和运动训练。

随着单片机技术的发展，基于单片机的计步器因其小巧、低功耗、精度高等优势越来越受到关注。

2. 计步器设计2.1 硬件设计本文所设计的计步器硬件主要包括单片机、加速度传感器、LCD、按键、蜂鸣器等模块。

其中，加速度传感器是用来检测步伐的核心模块，LCD用于显示步数和距离，按键用于设置计步器参数，蜂鸣器用于发声提示。

具体电路图如图1所示。

2.2 软件实现本文所设计的计步器软件主要分为两部分：主程序和中断服务程序。

主程序负责调用各个模块进行计步和数据处理，中断服务程序则负责处理加速度传感器的数据及其检测算法。

具体算法实现如下：（1）数据采集及滤波在运动过程中，加速度传感器会受到一定的干扰，因此需要对采集的数据进行滤波处理。

本文所采用的滤波算法为一阶低通滤波器，可有效去除高频噪声。

（2）步伐检测步伐检测算法主要分为两个部分：峰值检测和步数计算。

具体实现如下：（a）峰值检测：当传感器采集到的数据大于一定阈值时，认为用户迈出了一步。

（b）步数计算：根据用户的身高、步长等参数计算每步的距离，并累加步数和距离。

3. 实验结果与分析本文设计的计步器经过实验验证，具有较高的测量精度和稳定性。

同时，该计步器具有LCD显示功能和串口输出功能，可满足用户对数据实时查询和记录的需求。

4. 结论本文利用单片机和加速度传感器设计了一款计步器，并成功解决了计步算法、数据处理等问题，具有较高的测量精度和稳定性，可应用于日常步行监测、运动训练等领域。

玉林师范学院本科生毕业设计基于单片机的计步器设计The Pedometer Design Based on Single Chip Microcomputer院系电子与通信工程学院专业电信工程学生班级2012级1班姓名胡丽娜学号201208401144指导教师单位电子与通信工程学院指导教师姓名吕集尔指导教师职称高级实验师基于单片机的计步器设计电子信息科学与技术2012级1班胡丽娜指导老师吕集尔摘要简易加速度计步器以竖直方向加速度传感器MMA7260与单片机PIC18F452组成的计步测试系统，能够对人体运动的运动量作出评估。

与传统的机械式传感器不同，MMA7260是电容式传感器，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。

单片机控制5110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：单片机，电子计步器，加速度传感器The Pedometer Design Based on Single Chip Microcomputer Electronic Information Science and Technology 2012-1 HulinaSupervisor LvjierAbstractSimple acceleration pedometer with triaxial acceleration sensor MMA7260 step meter test system composed of MCU PIC18F452, can exercise an assessment to the human body movement.Different from the traditional mechanical sensor, sensor MMA7260 is capacitive three axis, by acceleration signal when it captures the human body movement, more accurate.Is filtered by low-pass filter, the single chip microcomputer built-in A/D converter for signal sampling, A/D conversion.Software using adaptive algorithm implementation plan step function, reduce the error count, more precise.Single-chip microcomputer control step 5110 liquid crystal display meter.The whole machine working current is only 1-1.5 mA, realize ultra-low power consumption.Keywords:SCM, electronic pedometer, triaxial acceleration sensor目录1 引言 (1)2系统总体设计 (1)2.1总体框图 (1)2.2传感器选择 (2)2.3 低通滤波器理论分析 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 传感器连接及滤波电路模块 (3)3.2 微处理器模块 (4)3.3显示模块 (5)4 软件设计 (6)5 制作与调试 (8)5.1 硬件电路单片机部分的连接图 (8)5.2 调试 (8)5.3 实测及误差分析 (9)6 结论及建议 (9)参考文献 (11)附录1 实物图 (11)附录2 总原理图 (12)附录3 源程序 (13)附录4 加速度计步器MMA7260简介 (18)玉林师范学院本科生毕业设计1 引言1.1计步器的发展背景随着社会的不断进步与发展，人们的物质生活水平不断提高，人们便开始越来越关注自身的健康。

基于单片机的智能计步器设计
1 引言
当今社会，随着经济的发展，人们生活水平的提高，肥胖的人越来越多，也就导致了越来越多的疾病产生，因此，人们越来越关注健康问题，而锻炼身体是让自己健康的最有效的方法。

因此计步器应运而生，就成了时下流行的趋势。

步行时，通过伸缩肌肉，血液在流动时的抵抗值下降，血压下降且稳定。

经常步行的人很少患高血压或低血压病。

坚持步行能减少血管内附着的脂肪性物质，使体重减轻，也逐渐减少心脏的负荷。

而基于单片机为核心控制的计步器有着精确，可靠，稳定，方便等优点，已被大多数人所接受。

通过计步器人们可以知道自己跑了多少步，实时掌握自己的锻炼情况。

2 总体设计方案
计步器由振荡电路、复位电路、显示电路以及按键电路几个部分组成，由电池进行供电。

系统结构
3 硬件的设计
3.1 振荡电路
AT89C51 单片机内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，振荡电
路是单片机系统正常工作的保证，如果振荡器不起振，系统将会不能工作。

假如振荡器运行不规律，系统执行程序的时候就会出现时间上的误差，这在通信中会体现的很明显，电路将无法通信。

它是由一个晶振和两个瓷片电容组成的。

时钟电路中的两个电容用作补偿，使得晶振更容易起振，频率更加稳定。

如
3.2 复位电路
为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，。