基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计

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2010年4月-修订版0至修订版A 更改特性部分和概述部分 ......................................................... 1 更改技术规格部分 ...................................................................... 3 更改表2和表3 ............................................................................... 5 增加封装信息部分、图2和表4；重新排序........................... 5 更改表5的引脚12描述 ................................................................ 6 增加典型工作特性部分.............................................................. 7 更改工作原理和电源时序部分 ................................................ 12 更改省电部分、表7、表8、自动休眠模式部分和待机模式 部分................................................................................................. 13 更改SPI部分.................................................................................. 14 更改图36至图38 ........................................................................... 15 更改表9和表10 ............................................................................. 16 更改I2C部分和表11 ..................................................................... 17 更改表12 ........................................................................................ 18 更改中断、活动、静止、自由落体部分............................... 19 增加表13 ........................................................................................ 19 更改FIFO部分............................................................................... 20 更改自测部分和表15至表18 ..................................................... 21 增加图42和表14 ........................................................................... 21 更改表19 ........................................................................................ 22

基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计简介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。

如今，先进的计步器利用MEMS（微机电系统）惯性传感器和复杂的软件来精确检测真实的步伐。

MEMS惯性传感器可以更准确地检测步伐，误检率更低。

MEMS惯性传感器具有低成本、小尺寸和低功耗的特点，因此越来越多的便携式消费电子设备开始集成计步器功能，如音乐播放器和手机等。

ADI公司的3轴加速度计ADXL335, ADXL345和 ADXL346小巧纤薄，功耗极低，非常适合这种应用。

本文以对步伐特征的研究为基础，描述一个采用3轴图1. 各轴的定义让我们考虑步行的特性。

图2描绘了一个步伐，我们将其定义为单位步行周期，图中显示了步行周期各阶段与竖向和前向加速度变化之间的关系。

图2. 步行阶段与加速度模式图3显示了与一名跑步者的竖向、前向和侧向加速度相对应的x、y和z轴测量结果的典型图样。

无论如何穿戴计步器，总有至少一个轴具有相对较大的周期性加速度变化，因此峰值检测和针对所有三个轴上的加速度的动态阈值决策算法对于检测单位步行或跑步周期至关重要。

图3. 从一名跑步者测得的x、y和z轴加速度的典型图样算法步伐参数数字滤波器：首先，为使图3所示的信号波形变得平滑，需要一个数字滤波器。

可以使用四个寄存器和一个求和单元，。

当然，可以使用更多寄存器以使加速度数据更加平滑，但响应时间会变慢。

图4. 数字滤波器图5显示了来自一名步行者所戴计步器的最活跃轴的滤波数据。

对于跑步者，峰峰值会更高。

图5. 最活跃轴的滤波数据动态阈值和动态精度：系统持续更新3轴加速度的最大值和最小值，每采样50次更新一次。

平均值(Max + Min)/2称为“动态阈值”。

“三轴加速度”原理测试说明1程序设计目标及程序运行效果说明本案例是通过三轴加速度计ADXL345测得重力加速度在x、y、z方向的分加速度，通过分加速度计算出芯片在x、y方向的倾角，再由数码管显示出来（左边数码管显示x方向的倾角，右边显示y方向的倾角），其中按键key1实现校准功能。

2程序相关电路及工作原理说明ADXL345通过IIC_SCL和IIC_SDA与单片机相连，单片机以IIC总线的方式对ADXL345进行读写。

2.1ADXL345原理简述ADXL345是一款完整的3轴加速度测量系统，既可以测量运动或冲击导致的动态加速度，也能测量静止加速度，例如重力加速度，使得器件可作为倾斜传感器使用。

初始化时，ADXL345在启动序列期间工作在100 Hz ODR，在INT1引脚上有DATA_READY中断。

设置其它中断或使用FIFO时，建议所使用的寄存器在POWER_CTL和INT_ENABLE寄存器之前进行设置。

读取数据时，DATA_READY中断信号表明数据寄存器中的三轴加速度数据已被更新。

当新数据就绪时它会被置为高电平。

(通过DATA_FORMAT寄存器，中断信号可设置为由低电平变为高电平)利用低-高跃迁来触发中断服务例程。

可从DATAX0、DATAX1、DATAY0、DATAY1、DATAZ0和DATAZ1寄存器中读取数据。

为了确保数据的一致性，推荐使用多字节读取从ADXL345获取数据。

ADXL345为16位数据格式。

从数据寄存器中获取加速度数据后，用户必须对数据进行重建。

DATAX0是X轴加速度的低字节寄存器，DATAX1是高字节寄存器。

在13位模式下高4位是符号位。

注意，可通过DATA_FORMAT寄存器设置其它数据格式POWER_CTL和INT_ENABLE寄存器之前进行设置。

同时ADXL345具有偏移寄存器，可进行偏移校准。

偏移寄存器的数据格式是8位、二进制补码。

偏移寄存器的分辨率为15.6 mg/LSB。

基于加速度传感器的计步器设计与实现随着科学技术的不断发展，人们的生活水平越来越高，但在快节奏的生活方式下，尤其是上班一族久坐或久站，长时间保持一个动作，对身体造成了很大负担，缺乏运动观念。

锻炼身体的方式多种多样，步行就是有效，轻松，花费时间短的健身方式之一。

坚持这种有氧运动有助于人们改善心肺功能，促进血液循坏，长久下去，能使人们的精神面貌焕然一新。

通过适当的走路可以快速调节心态，稳定情绪。

计步器的出现有效监测了人们每天的身情况，使人们实时了解每天行走的步数，是一种逐渐受欢迎的健身监测器，可以鼓励人们挑战自我，强身健体，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。

如今采用了电子器件时间计步的功能，本文将介绍采用单片机为控制核心，通过ADXL345三轴加速度传感器采集走路信息，通过算法计算出步数，并通过程序算法计算出速度、里程、卡路里消耗等信息。

本装置小巧，功能齐全，整体界面简洁美观，具有一定的市场价值。

关键词：单片机；计步器；ADXL345三轴加速度传感器1 绪论1.1 课题研究的背景及意义随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们也越来越关注自己的健康。

计步器作为一种测量仪器，可以计算行走的步数和消耗的能量，所以人们可以定量的制定运动方案来健身，并根据运行情况来分析人体的健康状况，因而越发流行。

手持式的电子计步器是适应市场需求的设计，使用起来简单方便。

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。

电子计步器主要组成部分是振动传感器和电子计数器。

步行的时候人的重心会上下移动。

以腰部的上下位移最为明显，所以记步器挂在腰带上最为适宜。

Features
Figure 1
• ADXL345 Triple Axis Accelerometer • microSD Card Socket for FAT32/FAT16 Logging • Atmega328 with Arduino Bootloader • USB Connector for Serial Communication
1) SD Card Socket – Any FAT32 microSD card can be inserted into the SD Card Socket. 2) ADXL345 Triple Axis Accelerometer 3) USB Connector – Connect a USB cable from a computer to interact with the Evaluation Board 4) Status LEDs – The behavior of the Status LEDs is described later in the document. 5) UART Pins – TTL level serial communication can be accessed through these pins. 6) Power Switch – Power to the device is controlled with this switch. 7) AA Battery Clips – The device runs off of two AA batteries inserted in these clips. Double check the battery
ADXL345 Evaluation Board

32 LEVEL FIFO
SDA/SDI/SDIO SERIAL I/O SDO/ALT ADDRESS
07925-001
SCL/SCLK GNDຫໍສະໝຸດ CS图1.Rev. A
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3轴，± 2g/ ± 4g/ ± 8g/ ± 16g 数字加速度计 ADXL345
超低功耗：VS = 2.5 V时（典型值），测量模式下低至23ìA， 待机模式下为0.1μA 功耗随带宽自动按比例变化 用户可选的分辨率 10位固定分辨率 全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±16g时高达13位 (在所有g范围内保持4 mg/LSB的比例系数) 正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FIFO技术，可将 主机处理器负荷降至最低 单振/双振检测 活动/非活动监控 自由落体检测 电源电压范围：2.0 V至3.6 V I / O电压范围：1.7 V至VS SPI（3线和4线）和I2C数字接口 灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚 通过串行命令可选测量范围 通过串行命令可选带宽 宽温度范围（-40°C至+85℃） 抗冲击能力：10,000 g 无铅/符合RoHS标准 小而薄：3 mm× 5 mm× 1 mm，LGA封装 应用 手机 医疗仪器 游戏和定点设备 工业仪器仪表 个人导航设备 硬盘驱动器(HDD)保护

ADXL345加速度传感器实现的计步器算法第一步是初始化传感器。

首先，需要设置传感器的工作模式和测量范围。

通常，计步器使用2g或4g范围来适应不同的运动强度。

然后，设置传感器的数据输出速率，通常选择比较低的速率，例如10Hz。

最后，在传感器上启动测量。

接下来是数据采集和预处理阶段。

传感器将连续采集三个轴上的加速度数据，并将其存储在一个缓冲区中。

采样频率将根据所选择的数据输出速率决定，例如10Hz的输出速率表示每秒采样10次。

预处理阶段可以分为两个步骤：低通滤波和重力加速度消除。

低通滤波可以用于去除高频噪声，并提取出比较平稳的运动分量。

重力加速度消除可以通过将低通滤波后的加速度数据减去1g的加速度（重力加速度）来实现。

这样可以得到只包含运动加速度的数据。

接下来是步数计算阶段。

步数计算通常基于峰值检测算法。

峰值检测算法用于检测加速度数据中的步伐峰值，从而实现步数的计算。

峰值检测算法通常分为两个阶段：步伐检测和步伐计数。

步伐检测阶段通过检测加速度数据的变化来确定是否发生了一步。

其基本原理是检测到连续的加速度上升和下降过程。

步伐计数阶段通过检测步伐检测阶段发出的峰值来计算步数。

当检测到一个峰值时，计数器加1最后，为了提高算法的准确性，还可以进行一些优化措施。

例如，动态阈值的使用可以根据运动强度自适应地调整步伐检测阶段的阈值。

此外，消除跑步和上楼等特殊情况的影响也可以进一步提高算法的准确性。

综上所述，使用ADXL345加速度传感器实现计步器算法可以通过初始化传感器，采集和预处理数据，以及步数计算等步骤来实现。

这种算法可以通过适当的优化来提高计步器的准确性和稳定性。

基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计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。

比如人在运动时会产生加速度。

本文介绍了利用人运动时产生加速度变化来检测步数的计步器实现方案，利用具有体积小，功耗低，三轴高精度加速度传感器ADXL345，芯片内部即可把数据采集来的数据处理为数字数据，采集到加速度数据以后加以适当的算法就可以实现计步功能。

本文设计了一款基于加速度传感器ADXL345的计步器。

详细介绍了计步器的软件算法的实同时芯片中还集成了SPI和I²C接口，可以方便地将数据传输到主控芯片。

该系统设计简单，实现方便。

该芯片也可以扩展到其它需要测量加速度的应用场合，具有非常广阔的应用前景。

关键字：计步器加速度传感器ADXL345 低功耗Based on three accelerometer ADXL345 company-wide functionalpedometer designAbstractPedometer is a popular daily exercise, can inspire people progress monitors challenge yourself, enhanced physique, help thin body. Early design of mechanical switch detection using aggravated with a simple steps, and the counter. When shaking these devices, can hear a metal ball slide back and forth, or a pendulum swings around percussion block pieces.Pedometer function can according to the calculated a people's movement situation to analyze a healthy condition of body. But the person's movements can pass a lot of properties for analysis. Such as people in motion produces acceleration. This paper describes the use of people move to detect changes generated when the acceleration of steps, 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. The chip can also extend to other need to measure the applications, the acceleration is very broad application prospect.KEY WORDS pedometer acceleration sensor ADXL345 low power consumption目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)2 课题研究背景及意义 (2)2.1 光电计步器 (2)2.2基于射频技术的短跑训练计步器 (3)2.3 基于加速度传感器的计步器 (5)3 ADXL3XX系列产品简介及本次设计方案的提出 (5)3.1 ADXL335, ADXL345和ADXL346三轴加速度计的区别 (6)3.1.1 ADXL335的简介、特点及功能框图 (7)3.1.2 ADXL346的简介、特点及功能框图 (8)3.1.3 ADXL345的简介、特点及功能框图 (10)3.2 本次系统总体设计方案的提出 (13)3.2.1 ADXL345中断及寄存器功能分析 (13)3.2.2 系统总体设计方案 (15)4 系统硬件设计各模块电路 (16)4.1 传感器电路连接模块 (16)4.1.1 ADXL345的两种串行通信模式简介 (16)4.1.2 传感器模块连接 (18)4.2 微处理器模块 (19)4.3 EEPROM模块 (22)4.4 显示模块 (23)5 软件设计 (25)5.1 软件总体设计 (25)5.2 算法的实现 (26)6 结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1 加速度计步器ADXL345简介 (36)附录2 整机电路图 (38)附录3 源程序 (38)1 绪论随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们也越来越关注自己的健康。

沈阳化工大学本科毕业论文题目：基于MEMS加速度器计步器设计毕业设计（论文）任务书专业：电气工程及其自动化班级：0801班学生：XXXX毕业设计（论文）题目：基于MEMS加速度器计步器设计毕业设计（论文）内容：利用人跑步和行走时的三个坐标轴的加速度变化规律，判断人的步数，并根据步距和行走方位，推出人行走位置。

毕业设计（论文）专题部分：1.熟悉三轴加速度计的原理。

2通过三轴加速度计的各参数算法对三轴加速度计的计步器进行研究。

起止时间：2012年3月---2012年6月指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日目录第一章引言 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外的研究现状 (1)1.3研究的目的和意义 (4)1.4论文结构 (4)第二章芯片简介 (5)2.1 三轴加速度计ADXL345的性能规格 (5)2.1.1三轴加速度计ADXL345的简介 (5)2.1.2三轴加速度计ADXL345的特点 (5)2.1.3三轴加速度计ADXL345的通信模式 (7)2.2 STM32F103系列芯片的性能规格 (11)2.2.1 STM32F103xx概述 (11)2.2.2 STM32F103xx功能和应用 (11)第三章系统硬件部分模块介绍 (14)3.1 传感器电路连接模块 (14)3.1.1传感器模块连接 (14)3.2 微处理器模块 (15)3.3 EEPROM模块 (16)3.4 显示模块 (17)第四章系统设计 (20)4.1系统硬件设计 (20)4.2 软件总体设计 (21)4.3 算法的实现 (22)第五章实验数据和结论 (28)5.1 实验数据 (28)5.2 结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (33)第一章引言1.1研究背景目前随着数字化时代的到来，越来越多的手持设备，例如手机、MP3和PMP等等，都要增加健康或者运动的功能。

计步器作为一种测量仪器，可以计算行走的步数和消耗的能量，就成为在这些手持设备上增加的功能之一。

利用3轴数字加速度计实现功能全面的计步器设计电子技术欢迎到访我的豆丁主页:(文档精灵)本文格式为WORD，能编辑和复制，感谢您的阅读。

利用3轴数字加速度计实现功能全面的计步器设计数字加速器计步器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。

如今，先进的计步器利用MEMS(微机电系统)惯性传感器和复杂的软件来精确检测真实的步伐。

MEMS惯性传感器可以更准确地检测步伐，误检率更低。

MEMS惯性传感器具有低成本、小尺寸和低功耗的特点，因此越来越多的便携式消费电子设备开始集成计步器功能，如音乐播放器和手机等。

ADI公司的3轴加速度计ADXL335， ADXL345和ADXL346小巧纤薄，功耗极低，非常适合这种应用。

本文以对步伐特征的研究为基础，描述一个采用3轴加速度计ADXL345的全功能计步器参考设计，它能辨别并计数步伐，测量距离、速度甚至所消耗的卡路里。

ADXL345专有的(正在申请专利)片内32级先进先出(FIFO)缓冲器可以存储数据，并执行计步器应用的相关操作，从而最大程度地减少主处理器干预，为便携式设备节省宝贵的系统功率。

其13位分辨率(4 mg/LSB)甚至允许计步器以合理的精度测量超低速步行(每步加速度变化约55 mg)。

在可用于分析跑步或步行的特征当中，我们选择加速度作为相关参数。

个体(及其相关轴)的运动包括三个分量，分别是前向(滚动)、竖向(偏航)和侧向(俯仰)，如图1所示。

ADXL345检测其三个轴x、y和z上的加速度。

计步器处于未知方向，因此测量精度不应严重依赖于运动轴与加速度计测量轴之间的关系。

图1. 各轴的定义欢迎到访我的豆丁主页:(文档精灵)本文格式为WORD，能编辑和复制，感谢您的阅读。

让我们考虑步行的特性。

ADXL345基本介绍1、ADXL345简介ADXL345 是ADI公司于2008 年推出的采⽤MEMS 技术具有SPI 和I2C 数字输出功能的三轴加速度计，具有⼩巧轻薄、超低功耗、可变量程、⾼分辨率等特点：它只有3 mm×5 mm×1 mm 的外形尺⼨，⾯⼤⼩相当于⼩拇指指甲盖的1/3；在典型电压VS=2.5 V 时功耗电流约为25～130 µA，⽐先期采⽤模拟输出的产品ADXL330 功耗典型值低了约70～175 µA；最⼤量程可达±16 g，另可选择±2、±4、±8 g 量程，可采⽤固定的4 mg/LSB 分辨率模式，该分辨率可测得0.25°的倾⾓变化。

ADXL345 提供⼀些特殊的运动侦测功能，可侦测出物体是否处于运动状态，并能敏感出某⼀轴向加速度是否超过了⽤户⾃定义门限，可侦测物体是否正在跌落。

此外，还集成了⼀个32 级FIFO 缓存器，⽤来缓存数据以减轻处理器的负担。

ADXL345 可在倾斜敏感应⽤中测量静态重⼒加速度，也可在运动甚⾄振动环境中测量动态加速度，⾮常适合于移动设备应⽤，可望在⼿机、游戏和定位设备、微⼩型导航设备、硬盘保护、运动健⾝器材、数码照相机等产品中得到⼴泛应⽤。

2、ADXL345常⽤寄存器ADXL345 丰富的功能是通过使⽤寄存器来实现的。

这些丰富的寄存器，⽤以选择数据格式、FIFO ⼯作模式、数字通信模式、节电模式、中断使能以及修正各轴偏差等等。

常⽤的寄存器有：1）POWER_CTL，⽤来设定供电模式，与BW_RATE 配合，可设定数据率，默认值为100 Hz。

ADXL345 正常供电情况下，能根据输出数据率⼤⼩⾃动调节其功耗。

如果要进⼀步降低功耗，将BW_RATE 寄存器中的LOW_POWER 位置位，进⼊低功耗模式。

2）DATA_FORMAT，该寄存器的设置影响着DATAX0DATAX1、DATAY0、DATAY1、DATAZ0、DATAZ1 数据寄存器中的数据格式。

基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计一、引言计步器是一种用于测量人体步数的设备，被广泛应用于健康管理、运动监测等领域。

本文基于3轴加速度计ADXL345，设计了一款全功能计步器，通过测量人体的步行运动来计算步数，并提供一些辅助功能，如距离测量、卡路里消耗等。

二、ADXL345加速度计简介ADXL345是一款微小、低功耗、3轴加速度计。

它可测量垂直于传感器平面的力、正负g力沿X、Y和Z三个轴的加速度。

ADXL345具有高分辨率（最高13位）、可调范围（±2g至±16g）和高速数据抽样率（最高3200Hz）等特点，适用于各种运动检测应用。

三、计步器设计原理计步器的设计原理基于人体行走时的加速度变化。

当人体行走时，腿部会受到地面的冲击力，导致加速度发生变化。

根据这一原理，可以通过检测加速度变化来计算步数。

四、硬件设计1. 硬件平台选择：Arduino Uno2.加速度计选型：ADXL3453.电源：使用锂电池供电4.显示屏：使用OLED显示屏显示步数、距离、卡路里消耗等信息5.按钮：提供用户操作界面，如重置步数、切换显示信息等五、软件设计1.初始化ADXL345：配置ADXL345为测量模式，设置测量范围、数据输出速率等参数。

2.获取加速度：通过ADXL345读取X、Y、Z三个轴上的加速度数据。

3.处理加速度数据：通过计算得到合成加速度，根据合成加速度的变化判断是否发生步行动作。

4.计步算法：使用阈值或峰值检测算法，统计步数。

5.显示数据：将步数、距离、卡路里消耗等信息显示在OLED屏幕上。

6.用户操作：通过按钮进行重置步数、切换显示信息等操作。

六、功能实现1.计步功能：通过加速度检测步行动作，实时计算步数。

2.距离测量：结合步长等因素，根据步数计算行走距离。

3.卡路里消耗：结合体重等因素，根据步数计算卡路里消耗量。

4.数据存储：将步数、距离、卡路里消耗等数据存储到EEPROM中，以允许断电后数据不丢失。

基于某加速度传感器ADXL345地计步器设计设计基于ADXL345加速度传感器的计步器引言：步数计数是生活中常见的功能，如健康手环、智能手机等设备都可以记录我们的步数。

计步器能够帮助我们监控身体健康，鼓励我们进行适量的运动。

本文将介绍一种基于ADXL345加速度传感器的计步器的设计方案。

项目背景：ADXL345是一款高性能的三轴数字加速度传感器，能测量垂直和平行两个轴上的加速度。

通过对加速度的测量和分析，我们可以判断用户的步数。

设计方案：1.硬件设计-ADXL345传感器：ADXL345传感器是设计的核心部件。

它可以通过I2C或SPI接口与微控制器连接。

我们需要将其与微控制器进行连接并获取加速度数据。

-微控制器：我们需要选择一个合适的微控制器来处理传感器数据并计算步数。

一般来说，Arduino或者树莓派是常用的选择。

-电源模块：为了保证计步器的长时间工作，我们需要为整个系统提供稳定的电源。

电池或者电源适配器都可作为供电源。

-显示屏幕：为了让用户能够实时了解自己的步数，我们可以选择一块小型的显示屏，并将步数显示在上面。

2.软件设计-初始化设置：在软件设计的开始阶段，我们需要初始化ADXL345传感器，并配置其工作模式。

我们还需要对步数进行初始化，将其设置为0。

-数据采集：我们需要周期性地从ADXL345传感器中读取数据。

可以选择合适的采样率来确保数据的准确性。

-运动检测：利用加速度传感器的数据，我们可以检测到用户的运动。

当检测到一个运动周期时，我们可以认为用户迈出了一步，并将步数加1-步数计算：根据检测到的运动，我们可以开始计算步数。

我们可以将一连串的运动周期组合成一个步数。

-步数显示：将步数显示在屏幕上，以便用户时刻了解自己的步数。

3.测试与改进-在设计完成后，我们需要进行测试以验证计步器的准确性。

我们可以手动计数自己的步数，并与计步器的显示进行对比。

-如果计步器存在误差，可以通过调整阈值和其他参数来进行改进。

/**************************************************************************//** * @file * @brief pedometer demo for EFM32WG_STK3800 development kit ****************************************************************************** * * This file is licensed under the Apache License Agreement. See the file * "LICENSE" for details. * ******************************************************************************/
/** Driver handle instanceБайду номын сангаас */
#define ADXL345I2CADDR
I2CSPM_Init_TypeDef ADXL345Handle = I2CSPM_INIT_DEFAULT; I2CSPM_INIT_DEFAULT; 0xA6 //ALT ADDRESS引脚接地时地址为0xA6，接电源时地址为0x3A
定义器件在iic总线中的从地址根据altaddress地址引脚不同修改定义器件在iic总线中的从地址根据altaddress地址引脚不同修改00029
E:\PiBits-master\MPU6050-Pi-Demo\pdm1.c
00001: 00002: 00003: 00004: 00005: 00006: 00007: 00008: 00009: 00010: 00011: 00012: 00013: 00014: 00015: 00016: 00017: 00018: 00019: 00020: 00021: 00022: 00023: 00024: 00025: 00026: 00027: 00028: 00028: 00029: 00030: 00031: 00032: 00033: 00034: 00035: 00036: 00037: 00038: 00039: 00040: 00041: 00042: 00043: 00044: 00045: 00046: 00047: 00048: 00049: 00050: 00051: 00052: 00053: 00054: 00055: 00055: 00056: 00057: 00058: 00059: 00060: 00061: 00062: 00063: 00064: 00065: 00066: 00067: 00068: 00069: 00070:

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２０１３ 年 第 ３ 期
７ １
２ 硬 件 电 路 设 计
２．１ 电 源 模 块
系统电源模块采 用 ＴＩ公 司 的 ＬＤＯ 线 性 稳 压 电 源 管 理芯片 ＴＬＶ７００３３ 为 整 个 系 统 供 电，其 输 出 电 压 固 定 为 ３．３Ｖ。电源模块的接口电路 如 图 ２ 所 示，其 中 Ｃ１、Ｃ２ 为 输出电压与地间的电容 ，用 来 防 止 电 路 产 生 振 荡 ，ＬＥＤ 为 电源指示灯。
ＳｙｓＣｔｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＥｎａｂｌｅ（ＳＹＳＣＴＬ＿ＰＥＲＩＰＨ＿ＧＰＩＯＡ）； ／／启用引脚复用功能，将 ＳＤＡ 和 ＳＣＬ 引脚设为开漏
ＧＰＩＯＰｉｎＴｙｐｅＩ２Ｃ（ＧＰＩＯ＿ＰＯＲＴＡ＿ＢＡＳＥ，ＧＰＩＯ＿ＰＩＮ＿６｜ ＧＰＩＯ＿ＰＩＮ＿７）；
／／将Ｉ２ Ｃ 总 线 信 号 分 配 到 对 应 的 引 脚
终端为高电平触发
４ ０ｘ２ｃ
ＢＷ＿ＲＡＴＥ
设置 输 出 数 据 速 率 为 ０ｘ０Ａ
１００Ｈｚ
５
０ｘ２ｅ
ＩＮＴ＿ＥＮＡＢＬＥ ０ｘ８０
使能 ＤＡＴＡＲＥＡＤＹ 中断
６ ０ｘ２ｆ
ＩＮＴ＿ＭＡＰ
将所有中断 映 射 到 ０ｘ００ ＩＮＴ１引脚
７ ０ｘ２ｄ ＰＯＷＥＲ＿ＣＴＬ ０ｘ０８ 设置为测量模式
ｗｗｗ．ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ
ＩＮＴ１＿ＰＩＮ）； ／／初始化Ｉ２ Ｃ 总线主 机，定 时 器 周 期 赋 值 ，设 置 主 机 为 低 速
（１００ｋｂｐｓ） Ｉ２ＣＭａｓｔｅｒＩｎｉｔＥｘｐＣｌｋ（Ｉ２Ｃ１ ＿ＭＡＳＴＥＲ ＿ＢＡＳＥ，ＳｙｓＣｔｌ－
ＣｌｏｃｋＧｅｔ（），ｆａｌｓｅ）； ／／注 册Ｉ２ Ｃ 总 线 中 断 函 数 Ｉ２ＣＩｎｔＲｅｇｉｓｔｅｒ（Ｉ２Ｃ１＿ＭＡＳＴＥＲ＿ＢＡＳＥ，ｐ＿Ｉ２Ｃ１＿ＩＳＲ）； ／／使 能Ｉ２ Ｃ１ 中 断 ＩｎｔＥｎａｂｌｅ（ＩＮＴ＿Ｉ２Ｃ１）； ／／使 能Ｉ２ Ｃ１ 主 机 中 断 Ｉ２ＣＭａｓｔｅｒＩｎｔＥｎａｂｌｅ（Ｉ２Ｃ１＿ＭＡＳＴＥＲ＿ＢＡＳＥ）； ／／使 能Ｉ２ Ｃ１ 主 机 Ｉ２ＣＭａｓｔｅｒＥｎａｂｌｅ（Ｉ２Ｃ１＿ＭＡＳＴＥＲ＿ＢＡＳＥ）；

基于加速度传感器ADXL345的计步器设计加速度传感器ADXL345是一种常见的三轴加速度传感器，具有高精度、低功耗和小尺寸等优点，广泛应用于计步器等移动设备中。

本文将详细介绍基于ADXL345的计步器设计。

首先，计步器的原理是通过检测人体行走时脚部的振动来判断步数。

加速度传感器可以检测出人体行走时脚部的振动，并将其转换为电信号。

因此，加速度传感器是计步器设计中必不可少的部件。

在ADXL345的设计中，首先需要进行传感器的连接和初始化设置。

一般情况下，ADXL345通过I2C接口与微控制器连接。

通过初始化配置，设置传感器的工作模式、测量范围和输出数据速率等参数。

接下来是计步算法的设计。

计步算法是计步器的核心部分，它通过分析加速度信号来判断人体的行走状态。

常见的计步算法有峰值检测法、阈值检测法和积分法等。

峰值检测法是最简单和常用的计步算法。

该算法基于人体行走时每一步的特征，当加速度信号超过一定阈值时，即判断为一步。

该方法的优点是简单易懂，但对传感器的灵敏度要求较高，容易受到噪声等干扰。

阈值检测法是一种改进的计步算法，它引入了动态阈值的概念。

通过分析加速度信号的波形特征，可以得出行走时的阈值。

通过动态调整阈值，可以提高计步的准确性。

积分法是一种更精确的计步算法。

该方法通过对加速度信号进行积分，得到速度和位移信号。

然后通过分析速度和位移信号的特征，判断人体的行走状态。

该方法的优点是准确性高，但需要进行复杂的信号处理和运算。

除了计步算法的设计，还需要设计界面和用户交互功能。

计步器的界面通常包括步数显示、消耗卡路里显示、运动距离显示等。

用户可以通过按键进行功能选择和设置。

在硬件设计方面，需要根据实际需求选择适当的微控制器和其他外围电路。

同时，还需要考虑电源管理和电路保护等问题，确保计步器的稳定性和可靠性。

最后，完成计步器的软件设计和调试。

根据计步算法的选择，编写相应的程序进行数据采集和处理。

通过数据的实时显示和对比，可以判断计步算法的准确性和稳定性。

基于ADXL345加速度传感器的运动检测实验13101002 朱梦雪【实验目的】1、了解ADXL345加速度传感器的工作原理和连接方式；2、掌握传感器的数据存储方式和将数据换算成加速度的方法；3、培养查找资料应用传感器的能力。

【实验原理】1、ADXL345三轴加速度计概述：ADXL345 是ADI （Analog Devices, Inc.）公司于2009 年发布的一款数字式三轴加速度传感器，也是该公司第一款输出数码信号的加速度传感器。

ADXL345 最大量程可以达到±16g，可以进行高分辨率（13位）测量。

数字输出数据为16位二进制补码的形式，可通过SPI（3 线或4线）或者I2C 数字接口访问。

ADXL345的具体应用方法如下：1）可以在倾斜感测应用中测量静态重力加速度，还可以从运动或者振动中生成动态加速度。

它的高分辨率（4mg/LSB）能够分辨仅为0.25°的倾角变化。

2）动态和静态感测功能可以检测有无运动发生，以及在任何轴上的加速度是否超过用户设置的水平。

3）点击感测功能可以检测单击和双击动作。

4）自由落体感测功能可以检测该设备是否正在掉落。

这些功能可以映射到中断信号输出的引脚上。

一个集成的32 级FIFO可储存多达32 个X、Y 和Z 数据样本集，从而最小化对主处理器的影响。

低功耗模式采用智能功率管理模式，并且具有阈值感测和运动加速度测量功能。

ADXL345采用14 引脚塑料封装，具有3mm×5mm×1mm 的小巧纤薄的外形尺寸，是符合RoHS 规定的无铅产品。

2、ADXL345三轴加速度计工作原理：ADXL345 加速度传感器首先由前端感应器件感测加速度的大小，然后由感应电信号器件转为可识别的电信号，这个信号是模拟信号。

ADXL345 中集成了AD 转换器，可以将此模拟信号数字化，我们知道在计算机系统中数字信号一律用补码的形式来表示，在这也是如此，AD转换器输出的是16 位的二进制补码。