健身计步器的设计课程设计论文
基于单片机的计步器设计
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。
健康计步器毕业设计
健康计步器毕业设计2017届电子信息工程专业本科毕业论文健康计步器的设计摘要：改革开放三十年来，随着社会的不断进步，人们的生活水平也不断的提高了，许多人把健身当做每天的一门必修的功课，在诸多的健身方法中，跑步便成了他们最有效，最简单的运动方法。
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，也成了计量跑步时间、步数和里程的最简易、有效的工具。
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，MMA7455是微机械式三轴传感器，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STC89C52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 MMA7455 加速度传感器低功耗Abstract: Thirty years of reform and opening up, with the constant progress of the society, people’s living standard has been improved, many people consider fitness as every one of the compulsory courses, in many fitness method,running as their most effective, the most simple method, pedometer is a popular daily exercise progress monitor, can motivate people to challenge themselves, enhance physical fitness, to help lose weight. pedometer also became the running time, measurement step number and calories burned the most simple, effective tool. 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, MMA7455 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. STC89C52 SCM control LCD pedometer state. Machineoperating current of only 1-1.5mA, ultra-low power consumption.Key words: pedometer, MMA7455, Acceleration sensor, low power consumption1 绪论1.1引言随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们越来越注重自己的健康，跑步成为了一种方便而又有效的锻炼方式。
基于单片机的计步器设计毕业设计论文
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。
智能人体计步器的设计
智能人体计步器的设计我们需要考虑的是智能人体计步器的外形设计。
在当今社会，人们对于产品外观的要求越来越高，因此一个精美、时尚的外形设计可以为产品加分不少。
智能人体计步器的外形设计应该简洁大方，符合人体工程学原理，舒适便捷。
在材质上，应该选择轻巧耐用的塑料材质，同时可以选择金属镶边、磨砂涂装等处理方式，使整个计步器看起来更加高端。
可以考虑设计出多种颜色和款式，满足不同用户的个性化需求。
智能人体计步器的功能设计也是至关重要的一部分。
我们希望这款计步器不仅仅能够简单地记录用户的步数和运动距离，更希望它能够提供更多有益的功能，以满足用户日常生活的需求。
这款计步器可以具备心率监测功能，可以记录用户的睡眠情况，还可以提醒用户定时起身活动，避免长时间久坐。
可以加入智能化的语音助手功能，可以与用户进行简单的对话交流，提供日常生活中的用药提醒、约会提醒等服务，提高用户的使用体验。
除了以上的功能外，智能人体计步器还可以具备更多的智能化设计。
可以加入GPS定位功能，记录用户的运动路径，还可以将用户的运动数据同步到手机端的APP中，方便用户进行数据分析和分享。
考虑到用户可能会在户外使用计步器，在设计上可以使其具备防水、防震功能，以提高产品的适用性。
对于电池续航的问题，也是需要特别关注的。
由于人体计步器需要长时间佩戴，并且要求不间断地进行数据采集和传输，因此电池续航时间成为了一个需要重点解决的问题。
我们希望这款智能人体计步器的电池续航时间可以达到一周以上，甚至更长，以减少用户的充电频次，提高用户体验。
智能人体计步器的售后服务也是设计的重点之一。
在售后服务方面，我们可以设计出一款全新的用户交互界面，让用户可以轻松地获取产品使用说明、常见问题解决方案等，提供给用户更为全面的售后服务。
可以设计出一款便捷的用户反馈系统，让用户可以随时随地向厂家反馈产品使用中的问题和建议，以便及时作出处理和改进。
一款成功的智能人体计步器需要在外形设计、功能设计、智能化设计、电池续航以及售后服务等多个方面做出充分考虑。
健康计步器毕业设计
健康计步器的设计摘要：改革开放三十年来，随着社会的不断进步，人们的生活水平也不断的提高了，许多人把健身当做每天的一门必修的功课，在诸多的健身方法中，跑步便成了他们最有效，最简单的运动方法。
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，也成了计量跑步时间、步数和里程的最简易、有效的工具。
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，MMA7455是微机械式三轴传感器，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STC89C52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 MMA7455 加速度传感器低功耗Abstract: Thirty years of reform and opening up, with the constant progress of the society, people’s living standard has been improved, many people consider fitness as every one of the compulsory courses, in many fitness method, running as their most effective, the most simple method, pedometer is a popular daily exercise progress monitor, can motivate people to challenge themselves, enhance physical fitness, to help lose weight. pedometer also became the running time, measurement step number and calories burned the most simple, effective tool. 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, MMA7455 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. STC89C52 SCM control LCD pedometer state. Machine operating current of only 1-1.5mA, ultra-low power consumption.Key words: pedometer, MMA7455, Acceleration sensor, low power consumption1 绪论1.1引言随着社会的发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们越来越注重自己的健康，跑步成为了一种方便而又有效的锻炼方式。
计步器毕业设计
计步器毕业设计计步器毕业设计一、引言在现代社会中，越来越多的人开始关注健康和运动。
计步器作为一种常见的健康监测设备，被广泛应用于日常生活中。
本文将探讨一个关于计步器的毕业设计项目，旨在设计一款功能强大、易于使用的计步器。
二、背景计步器是一种能够测量人体步数的设备。
它通过内置的加速度传感器来检测人体的运动，并根据运动的频率和幅度来计算步数。
随着科技的发展，计步器不再仅仅是计算步数，还具备了更多的功能，如心率监测、睡眠监测等。
三、目标本次毕业设计的目标是设计一款功能全面的计步器。
具体来说，我们希望实现以下几个方面的功能：1. 步数计算：计步器应能够准确地计算用户的步数，并显示在屏幕上。
2. 距离测量：通过运动的频率和幅度，计步器能够估算用户行走的距离。
3. 卡路里消耗：根据用户的步数和身体指标，计步器能够估算用户在运动中消耗的卡路里。
4. 心率监测：计步器应具备心率监测功能，能够实时监测用户的心率，并提供相应的数据分析。
5. 睡眠监测：计步器能够监测用户的睡眠质量，并提供相应的数据分析和建议。
四、设计思路为了实现上述目标，我们将采取以下几个设计思路：1. 传感器选择：为了准确测量用户的步数和运动频率，我们将选择高精度的加速度传感器。
同时，为了实现心率监测，我们还将选择适合的光传感器。
2. 数据处理算法：为了准确计算步数和距离，我们将采用先进的数据处理算法。
这些算法将结合传感器数据和用户的身体指标，提高计步器的准确性。
3. 用户界面设计：为了使计步器易于使用，我们将设计一个简洁、直观的用户界面。
用户可以通过触摸屏幕或按钮来操作计步器，并查看各项数据。
4. 数据分析和建议：为了帮助用户更好地管理健康，我们将设计一个数据分析和建议系统。
用户可以通过计步器的应用程序查看自己的运动数据，并获得相应的建议。
五、实施计划为了完成这个毕业设计项目，我们将按照以下计划进行实施：1. 设计硬件原型：首先，我们将设计计步器的硬件原型，包括传感器选择和电路设计。
计步器的设计方案
计步器的设计方案计步器是一种常见的健身器材，可以帮助用户记录他们的步数和运动量，并根据个人的健身目标提供相应的数据分析和建议。
下面是一个计步器的设计方案。
设计目标：1. 简单易用：用户可以轻松使用和理解计步器的功能和界面。
2. 准确可靠：计步器的计步和运动量统计功能应准确地反映用户的实际运动情况。
3. 高效耐用：计步器的电池寿命长，具备良好的耐用性和稳定性。
4. 个性化功能：针对个人的健身目标和习惯，计步器能够提供个性化的数据分析和建议。
设计要素：1. 传感器：计步器需要搭载高精度的传感器，如加速度传感器和陀螺仪，用于检测用户的步伐和运动姿势。
2. 数据处理芯片：计步器需要内置高效的数据处理芯片，用于实时处理传感器收集的数据和统计运动量。
3. 显示屏幕：计步器需要配备显示屏幕，用于显示步数、运动时间、卡路里消耗等相关数据。
4. 按钮或触摸屏：计步器需要提供简单的操作界面，用户可以通过按钮或触摸屏进行设置和查看数据。
5. 电池：计步器需要搭载大容量的电池，以确保长时间的使用，并提供低功耗模式以延长电池寿命。
6. 连接功能：计步器可以具备蓝牙或无线连接功能，将数据传输到手机或电脑上的健康管理应用程序进行进一步的分析和存储。
功能和界面设计：1. 步数统计：计步器会自动统计用户的步数，并实时显示在屏幕上，用户可以随时了解自己的步行情况。
2. 运动量统计：计步器根据用户的步数和运动姿势，估算用户的运动量，并显示在屏幕上。
3. 运动目标设定：用户可以根据个人的健身目标设定每日的运动目标。
计步器会提醒用户是否完成目标，并记录完成情况。
4. 数据分析和建议：计步器将收集到的数据上传到健康管理应用程序，分析用户的运动情况，并根据个人目标提供相应的建议和改进措施。
5. 防水性能：计步器可以具备防水功能，适合户外运动和不同环境下的使用。
总结：计步器作为一种常见的健身器材，设计方案需要考虑用户的使用便利性、数据的准确性和个性化功能等因素。
健康计步器毕业设计
健康计步器毕业设计在当今社会，健康成为人们关注的重要议题之一、随着生活方式的改变以及健康意识的提高，越来越多的人开始关注自己的身体健康和运动情况。
为了满足人们对健康的关注，健康计步器成为了一种十分流行的设备。
本篇文章将以健康计步器的设计为题，介绍一种便携式健康计步器的设计思路和功能。
首先，我们需要考虑健康计步器的外形设计。
由于计步器需要随身携带，故外形应该小巧轻便。
一种合适的机身尺寸应该能够轻松放入口袋或者挂在腰间，同时还要保证屏幕大小和显示效果的良好。
对于外观材质来说，采用耐用的塑料材质或者金属材质能够有效提升产品的质感和耐用性。
接下来，我们需要考虑健康计步器的功能设计。
除了基本的计步功能外，一个好的计步器还应该具备其他一些功能，例如：心率监测、睡眠监测、卡路里消耗计算等。
心率监测能够帮助用户了解自己的健康状况，及时调整运动强度；睡眠监测功能能够帮助用户了解自己的睡眠质量，及时调整睡眠时间和睡眠习惯；卡路里消耗计算功能能够帮助用户了解自己的运动效果，合理安排饮食和运动计划。
此外，还可以增加一些智能互联功能，例如与智能手机的连接、消息推送等，提供更加便捷的使用体验。
除了基本的功能设计外，我们还需要考虑用户界面的设计。
用户界面应该简洁明了，方便用户使用和操作。
可以设计一个可触摸屏幕，用户通过滑动、点击等手势来选择不同的功能。
用户界面的设计需要符合人体工程学原理，容易操作和上手。
同时，考虑到用户对数据的需求，可以设计一个数据统计和分析的界面，将用户的运动数据以图表形式呈现，帮助用户更好地了解自己的运动情况。
最后，我们需要考虑健康计步器的电池寿命和充电方式。
由于计步器需要长时间佩戴，因此电池寿命应该要能够支持用户使用一段时间。
可以选择使用低功耗的电池和节能的显示屏幕，来延长电池寿命。
对于充电方式，可以设计一个便捷的充电接口，例如磁吸式充电或者无线充电，提高用户的使用体验。
综上所述，一款合适的健康计步器应该具备小巧轻便的外形设计，包括基本的计步功能以及其他一些健康监测功能，简洁明了的用户界面设计，以及长电池寿命和便捷的充电方式。
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我在计步器上同时设计了计时电路，它首先由555组成的多谐振荡电路产生的1000Hz频率信号，经过三个十进制计数器组成的千分频器，将频率信号变为1Hz的秒脉冲，再将其六十分频便可以产生分钟信号，经过译码显示，便可以记录健身者的健身时间。
首先传感器将外界的信号转换成具有一定振幅的波形，经过调理电路将波形过滤并且放大，再见过斯密特触发器进行整形，这时输出的波形便是具有可以用来计数的脉冲信号，将其输入由四个十进制组成的计数显示器，在数码管中便可以显示最大为9999的步数。
同时将施密特触发器输出的波形用两个五进制连接成的二十五进制的分频器然后再接入计数器，便可以显示健身过程中所消耗的卡路里数。
4.1.2
由于传感器产生的波形小而且不稳定，我在信号处理的开始采用三级放大的调理电路和施密特触发器进行放大和整形，调理电路其一级别是对波形进行过滤，第二级和第三级都是对电路的放大，使信号更加有规律，削弱了一些干扰信号，这样一来便于以后信号的使用，
用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于VT+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。
（4）记录本次健身的时间（可以分钟为单位）。
1.2.3
（1）每走1000步发出时候发出声音；
（2）设置一个复位开关，可以随时复位计数值。
2 设计思路
这次我设计的健身计步器由以下几个模块组成，它们分别是:传感器接受震荡反映产生波形模块、调理整形模块、计算步数模块、计算卡路里模块、1000步提醒模块、1kHz频率产生模块、分频模块和分钟显示模块、计数复位模块等组成。以上模块联系到一起便可设计成一个简单的健身计步器，具体功能实现如下所述：
经过调理电路和施密特触发器电路处理的信号便较规整可以用于计数了。
4.2
4.2.1
计步器计数装置
上图所示位健身计步器的计步部分，，每当脉冲上升沿到来的时候，计步部分的计数器从零开始计数，由于我用的示74LCV161D计数器，它原本是一个十六进制的计数器，我将其改接成十禁止的计数器，具体方法是加增加与非门，使之实现同步十进制计数。当地十个CP脉冲上升沿到达时，输出为1010过一个与非门译码后，反馈给置数端一个清零信号，立即使QD、QC、QB、QA返回到0000的状态，从新开始新的计数，开始新的计数周期，这样就跳过了1011-1111状态，使计数器清0重新计数构成了十进制的同步计数器，计数器的计数顺序时从右向左，依次纪录个位，十位，百位，千位，最多可以纪录跑的9999，扩展部分可以在计数器的输出端接非门，我们要求每跑1000步就会有提示音提示，这样可以在输出为QA端接一个非门，每当QA端输出信号，即跑到1000步时，“1”从QA端输出，通过非门后转化为了“0”，将信号传给声音提示系统实现提醒，声音提醒系统将在下
课程设计论文
健身计步器的设计
中文摘要
改革开放三十年来，随着社会的不断进步，人们的生活水平也不断的提高了，许多人把健身当做每天的一门必修的功课，在诸多的健身方法中，跑步便成了他们最有效，最简单的运动方法，计步器也成了计量跑步时间、步数和消耗卡路里的最简易、有效的工具。
因此我设计了一款健身计步器，他的工作工程大致如下，首先传感器将外界的信号转换成具有一定振幅的波形，经过调理电路将波形过滤并且放大，再见过斯密特触发器进行整形，这时输出的波形便是具有可以用来计数的脉冲信号，将其输入由四个十进制组成的计数显示器，在数码管中便可以显示最大为9999的步数。
为便于使用者方便，我还设计了置零按钮，它用SR锁存开光和逻辑开关构成，SR锁存器可以消去按动开关时的振荡干扰信号，使使用者不会在健身中错误将计步器归零。这大大增强了这个健身计步器的可操作性。
以上就是我设计的简易健身计步器的简单思路，它可以简单方便的显示健身者的运动量、消耗卡路里量和运动者的运动时间，能让健身者在健身过程中做到心中有数，给健身增添情趣，同时这个健身计步器也很实用的。
从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的VT+和VT-设置得合适，均能受到满意的整形效果。
同时将施密特触发器输出的波形用两个五进制连接成的二十五进制的分频器然后再接入计数器，便可以显示健身过程中所消耗的卡路里数。
有了计步显示和计量卡路里的装置的同时，我又在在计数器的百位向千位进制的脉冲引入一个由555组成的单稳态触发器和一个由555组成的多谐振荡器构成的定时电路中，在电路末端接入发声片，用以提醒健身者所走的步，每1000步发声片响5秒。
3 设计方框图
4 各部分电路设计及参数计算
4.1
4.1.1
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。一般线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(惯性力)/M(质量) 我们只需要测量F就可以了。我们在这里采用一个加速度传感器作为健身计步器的信号采集部分。
我在计步器上同时设计了计时电路，它首先由555组成的多谐振荡电路产生的1000Hz频率信号，经过三个十进制计数器组成的千分频器，将频率信号变为1Hz的秒脉冲，再将其六十分频便可以产生分钟信号，经过译码显示，便可以记录健身者的健身时间。
在我的设计中，我将整个系统划分为若干个功能模块，传感器接受震荡反映产生波形模块、调理整形模块、计算步数模块、计算卡路里模块、1000步提醒模块、1kHz频率产生模块、分频模块和分钟显示模块、计数复位模块等组成。每个功能块还对应的相关的电路图，而且还详细的说明了电路图的组成元件，和各个元件的名称、功能、和运行原理，各个部件在此路中的作用，怎么实现所须的功能，合考虑了各方面的因素，选择最适合的器件。在较充分的原理和仿真实验的基础上，经过反复的调试与修改，最终达到了设计项目要求。
关键词电力系统，计数器，译码器，显示器，555定时器
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（1）掌握健身计步器的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉集成电路的使用方法。
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（1）健身计步器中的传感器将人走（跑）一步的振动以脉冲的形式发出，将此脉冲整形作为基准计步脉冲；
（2）可以记录走（跑）的步数，最大值为9999；
（3）假设每走25步可以消耗1卡的热量，所消耗卡路里的计数译码显示；