简单计步器实验报告

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1、时间：周二上午组号：14创新性实验报告题目简易电子计步器学院电子信息学院专业电子信息工程石鑫栋08041925程阳08041811姓名学号何欣欣08041603指导教师刘公致完成日期2010年11月简易加速度计步器以三轴加速度传感器MMA7260与单片机PIC18F452组成的计步测试系统，能够对人体运动的运动量作出评估。与传统的机械式传感器不同，MMA7260是电容式三轴传感器，由它捕获人体运动吋加速度信号，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

2、自适应算法实现计步功能，减少误计数，更加精确。单片机控制5110液晶显示计步状态。整机工作电流只有l-1.5mA,实现超低功耗。关键字：电子计步器三轴加速度传感器低功耗灵敏度AbstractPedometerisaninstrumentthatcanmeasurehumanstepandcalculateconsumedenergy.Unliketraditionalmechanicalpedometer,anewkindofpedometerbasedonMMA7260fromAnalogDevice

3、,isofhighsensitivity.MMA7260is3axisanalogoutputs,lowgaccelerometer,with800mV/gsensitivity.Itsamplesthesignal,thenthemicrocontrollerA/Dconvertertosamplethesignal,A/Dconversion,anadaptivealgorithmstepfunctioninmind,whichreduceserrorcount,andmakethecountmor

4、eprecise.TheMCUcontroltheLCD5110showthestatement.Operatingcurrentisonly1-1・5mA,toachieveultra-lowpowerconsumption.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來健身，并根据运行情况來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。

5、2系统总体设计2.1总体框图：如图2-1所以，该计步器总共由加速度传感器、低通滤波器、主控MCU、显示模块组成。传感器采集数据经低通滤波器滤波，输入单片机内部A/D、D/A,将数据处理后输出液晶显示，存入EEPROM存储。耳匸、X0UI.Ychti为加速度传感器的三个方向的加速度输出，ANO、AN1、AN2为单片机三个模拟输入口，数据经单片机处理后由液晶输出，同时可以存入EEPROMo图2・1计步器总体框图2.2传感器选择传统的机械式的计步器利用人体行走吋的振动引起计步器内部簧片或者弹力小球的振动来产生

6、电子脉冲，内部处理器通过判断电子脉冲的方法來达到计步的功能。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。DXL330是一个三轴（X轴、Y轴和Z轴）模拟输出的加速度传感器，正好可以作为垂宜、前向和侧向三个方向的传感器。利用MEMS（微机电系统）加速度传感器制作工艺，很容易地和传统的CMoS工艺结合起来，服机械式的准确性和灵敏度低的缺点。MMA7260是美国Freescale公司推盘的一款低成本、单芯片，置轴加速度传感器。该微型电容式加速度传感器融合了信号调理、单掇低通滤波器和瀑度补偿技木，并提

7、供四种加速度范围。DXL330和MMA7260都是适合于做手持式电子计步器的传感器，但相比之下，MMA7260价格更低，性价比稍好，该设计选择MMA7260o2.3低通滤波器理论分析通常来讲，人体每秒钟行走5〜2步，最多不超过5步。因此，合理的计步器输出为0.5〜5Hzo在模拟电路部分，采用5Hz的抗混叠带宽来过滤高频噪声；在数字电路部分，采用5Hz截止频率的FIR低通滤波器来过滤高频噪声。FIR低通滤波器参数设计分析：根据现有资源情况，以及考虑性价比因素，只对信号进行简单的低通滤波。参考芯片手册资料，

8、选择电阻lkQ电阻，O.luF电容构成一个无源低通滤波。由截止频率舟=£得fc=l592HzoB2nKCv低通滤波器无法过滤0.5Hz以下的噪声，因此我们采用了时间窗口的方法来实现。如图2-2所示，我们把大于T1或者小于T2的频率输出都认为是噪声的影响。图2・2去除低频和高频吋间窗口3硬件电路设计2.1传感器连接及滤波电路模块如图3・1所示，为传感器底座，接口以及滤波电路图。在信号通过亦5、X0UT.Yom输岀前通过一阶滤波电路滤波。C4G