基于MEMS加速度器计步器设计毕业设计论文

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1、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

2、长：签字年月日目录第一章引言11.1研究背景11.2国内外的研究现状11.3研究的目的和意义41.4论文结构4第二章芯片简介52.1三轴加速度计ADXL345的性能规格52.1.1三轴加速度计ADXL345的简介52.1.2三轴加速度计ADXL345的特点52.1.3三轴加速度计ADXL345的通信模式72.2STM32F103系列芯片的性能规格112.2.1STM32F103xx概述112.2.2STM32F103xx功能和应用11第三章系统硬件部分模块介绍143.1传感器电路连接模块143.1.1传感器模块

3、连接143.2微处理器模块153.3EEPROM模块163.4显示模块17第四章系统设计20414.1系统硬件设计204.2软件总体设计214.3算法的实现22第五章实验数据和结论285.1实验数据285.2结论29致谢30参考文献31附录3241沈阳化工大学学士学位文第一章引言第一章引言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。计步器的构成有

4、机械式和电子式两种。机械式的计步器利用人体行走时的振动引起计步器内部簧片或者弹力小球的振动来产生电子脉冲，内部处理器通过判断电子脉冲的方法来达到计步的功能。这种机械式方式的成本比较低，但是它的准确性和灵敏度很低。1.2国内外的研究现状随着社会的发展，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。早期设计

5、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，所以记步器挂在腰带上最为适宜。所谓的振动传感器其实就是一个平衡锤在上下振动时平衡被破坏使一个触点能出现通/断动作，由电子计数器记录并显示就完成了主要功能，其他的热量消耗，路程换算均由电路完成。计步器中一般采用一种加速度计来感受外界的震动。常用的加速度计原理如下：在一段塑料管中密封着一

6、小块磁铁，管外缠绕着线圈，当塑料管运动时，磁铁由于惯性在管中反向运动，切割线圈，由于电磁感应，线圈中产生电流，人体运动时，上下起伏的加速度近似为正弦过程，线圈的输出电流也是正弦波，测量正弦波的频率就可以得出运动的步数，再计算的出速度，距离，和消耗卡路里[1]。41沈阳化工大学学士学位文第一章引言随着手机功能的逐渐增多，在手机上实现一些与健康有关的功能也已成为一种热点，例如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。比如人在运动时会产生加速度，因此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。

7、这是一款基于加速度传感器ADXL345的计步器。该计步器系统上还具有USB接口，可与PC机进行高速数据传输。本文介绍了利用人运动时产生的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，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毛控芯片。该系统设计设计简单，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，具有广阔的应用场景。其中ADXL345是一款超低功耗小巧纤薄的3轴加速计，可以对高达±

8、16g的加速度进行高分辨率（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非常适合移动设备应用。它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。它提供一系列特殊的感测功能。动态和静态感测功能可以检测有无运动发生，以及在任何