基于k60的智能哑铃设计大学本科毕业论文.doc

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1、题目：基于K60的智能哑铃设计关键词：智能哑铃，K60微控制器，陀螺仪，加速度计传感器MMA8451，语音模块摘要：利用单片机、传感器和语音模块设计一种可以统计训练信息，并将训练结果进行语音播放的智能哑铃。传感器模块实时采集运动信息，并将信息发送给单片机，单片机计算出训练的组数，通过语音模块播放出来，使运动者实时了解运动情况。同时语音模块可识别锻炼者的语音信息，完成对智能哑铃控制信息的输入。通过自行设计所需电路，编写控制程序，成功地实现了哑铃锻炼的智能控制。TheDesignofIntelligentD

2、umbbellBasedonK60MicrocontrollerAbstract:Usingmicrocontroller,sensorandvoicemoduledesignedanintelligentdumbbellwhichcancounttraininginformationandbroadcasttrainingresults.Sensormodulecollectedtraininginformationinrealtime,senttheinformationtothemicrocont

3、roller,thenmicrocontrollercalculatedthetimesoftraining,andbroadcastbyvoicemodule,madethetrainerobtainthemotioninformationofrealtime.Voicemodulecanidentifythetrainers’voicemessagesatthesametime,completedthecontrolinputoftheintelligentdumbbell.Bydesigningt

4、hecircuit,writingcontrolprogram,itsuccessfullyfinishedtheintelligentcontrolofthedumbbellexercise.Keywords:intelligentdumbbell；K60microcontroller;gyroscope;triaxialaccelerometer;voicemodule1引言随着现代科技水平的飞速发展，智能化已经成为了当代的主题。智能化手机、智能化门铃方便了人的生活；智能化生产流水线、智能化监控体系

5、提高了工作效率。但纵观国内健身器材市场，智能化产品却寥寥无几。把科技的力量和健身器材相结合，进行健身器材的智能化开发和研究成了一个十分必要的课题。在智能哑铃系统设计中加入传感器模块和语音模块，使整个系统具备人机交互功能，能够更好地实现智能健身的目的。2系统主要功能及硬件构成2.1系统主要功能本设计实现能够采集、处理训练信息，并将训练结果加以语音播放的智能哑铃。智能哑铃共有三部分，分别是主控芯片、传感器模块和语音模块，如图1所示。采用飞思卡尔公司的K60微控制器为主控芯片，处理传感器模块采集的信息，并对语

6、音模块进行信息交互和实时控制。为了能够采集有效信息，传感器采用对运动量可以精确采集的MMA8451三轴加速度计和三轴陀螺仪，它们能够有效地采集训练的信息量，并周期性的发送给MCU。语音模块作为本设计中的人机交互通道，把MCU处理后的有效信息通过语音播报的形式反馈给训练者，并把训练者的语音控制指令传输给MCU，用语音对哑铃进行控制，如选择播放不同的音乐等，实现人机互动的功能。10MK60DN512主控模块图1智能哑铃硬件系统结构图Fig.1Hardwaresystemconstructiondiagram

7、ofintelligentdumbbell2.2系统硬件构成2.2.1K60微控制器K60微控制器是飞思卡尔公司在32位K系列MCU基础上推出的新一代的双核微控制器，是拥有卓越的性能的32位微控制器。它的CPU工作频率最高可达80MHz，同时集成了丰富的通信功能、定时器功能和支持高达12位精度的A/D采样功能，广泛应用于无线通信、手持式设备、小家电、基于简化型媒体控制器（SMAC）等系统中。本设计选用K60系列的MK60DN512VLL10单片机（内部拥有128KBFlash，8KBRAM）作为核心部件

8、。2.2.2MMA8451三轴加速度计加速度计近些年来被广泛地应用到各种智能产品中，包括智能手机、飞机导航系统等领域。MMA8451加速度传感器是飞思卡尔公司生产的一款三轴定位12位/8位精度转换的数字加速度计，16引脚，QFN封装，数字I2C输出。可检测自由落体、运动、脉冲、振动、倾角等，32个采样FIFO，每次采样都通过高通滤波后传入FIFO。MMA8451通过感知X、Y、Z三个自身定位的坐标轴上的加速度（包括重力加速度），并将其模拟量