基于单片机的计步器设计

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1、生产实习报告班级：电信12-2姓名：李猛学号：1206110207成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系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

2、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

3、，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。202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203电路

4、原理图图3-1计步器电路原理图204硬件设计及器件清单4.1振荡电路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。单片机内部时钟不精确，尤其是在高频时，添加外部振荡电路[3]，时钟电路中的两个电容用作抗干扰，使得晶振频率更加稳定（如图4-1）。图4-1时钟振荡电路4.2复位电路为确保单片机电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位[3]。按键放开

5、时，电容充满电后相当于断路，RST通过电阻接地为低电平。按键按下时，RST通过电阻链接到VCC为高电平，20按键松开后，电容充电保持一定时间高电平，系统复位（如图4-2）。图4-2系统复位电路4.3显示电路计步器设计采用4位LED共阳极数码管显示做为系统的显示界面（如图4-3）。常用的LED数码管为8段或7段（8段比7段多了一个小数点“dp”段）。每一个段对应一个发光二极管，数码管有共阳极和共阴极两种。共阳极LED数码管的发光二极管的阳极连接在一起，通常是共阳极接VCC。为了使LED数码管显示不同的符号和数字

6、，就要把不同段的发光二极管点亮，这样就要为LED数码管提供代码，因为这些代码可使LED相应的段发光，从而显示不同字型，该代码称之为段码。当某些发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示，这些段组合成字型[2]。20图4-3数码管显示电路204.4按键电路本次设计通过按键的按下来实现步数的存储、步数的清零、查看存储的上一条记录和查看下一条记录（如图4-4）。图4-4系统按键电路4.5传感器模块振动传感器的基本工作原理是当检测到机械振动信号后，它在电路的配合下，将机械振动信号转换为电信号输出[1]

7、。模块使用说明1)用于各种振动触发作用，报盗报警，智能小车，电子积木等；2)模块在感应到小的振动时触发时间会很短，不够驱动继电器，有些人的资料显示可以直接和继电器模块相连，实际运用效果不佳；203)产品不振动时，振动开关呈断开状态，输出端输出高电平，黄色指示灯不亮；4)产品振动时，振动开关瞬间导通，输出端输出低电平，黄色指示灯亮；5)输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境是否有振动，起到报警作用。4.6器件清单表4-1计步器元器件列表序号器件数量1IAP15F2K61S2单片机1

8、片2常开型振动传感器模块1块34位共阳数码管1块4晶振11.05921块5三极管NPN4个6四角开关4个7电阻10K5个8电阻470R9个9电阻300R4个10电解电容10uF1个11电容47pF2个12发光二极管红色1个13开关1个14排针、导线若干205PCB图5.1计步器PCB正面图图5-1计步器PCB正面图5.2计步器PCB背面图图5-2计步器PCB背面图206程序流程图207部分程序代码7