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當今社會(huì )，隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，肥胖的人越來(lái)越多，也就導致了越來(lái)越多的疾病產(chǎn)生，因此，人們越來(lái)越關(guān)注健康問(wèn)題，而鍛煉身體是讓自己健康的最有效的方法。因此計步器應運而生，就成了時(shí)下流行的趨勢。
步行時(shí)，通過(guò)伸縮肌肉，血液在流動(dòng)時(shí)的抵抗值下降，血壓下降且穩定。經(jīng)常步行的人很少患高血壓或低血壓病。堅持步行能減少血管內附著(zhù)的脂肪性物質(zhì)，使體重減輕，也逐漸減少心臟的負荷。
而基于單片機為核心控制的計步器有著(zhù)精確，可靠，穩定，方便等優(yōu)點(diǎn)，已被大多數人所接受。通過(guò)計步器人們可以知道自己跑了多少步，實(shí)時(shí)掌握自己的鍛煉情況。
1總體設計方案
計步器由振蕩電路、復位電路、顯示電路以及按鍵電路幾個(gè)部分組成，由電池進(jìn)行供電。系統結構圖如圖1 所示。
圖1 系統結構圖
2硬件的設計
3.1 振蕩電路
AT89C51 單片機內設有一個(gè)由反向放大器所構成的振蕩電路，振蕩電路是單片機系統正常工作的保證，如果振蕩器不起振，系統將會(huì )不能工作。假如振蕩器運行不規律，系統執行程序的時(shí)候就會(huì )出現時(shí)間上的誤差，這在通信中會(huì )體現的很明顯，電路將無(wú)法通信。
它是由一個(gè)晶振和兩個(gè)瓷片電容組成的。時(shí)鐘電路中的兩個(gè)電容用作補償，使得晶振更容易起振，頻率更加穩定。如圖2 所示。
圖2 振蕩電路
3.2 復位電路
為確保微機系統中電路穩定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V±5%,即4.75~5.25V。
由于微機電路是時(shí)序數字電路，它需要穩定的時(shí)鐘信號，因此在電源上電時(shí)，只有當VCC 超過(guò)4.75V 低于5.25V 以及晶體振蕩器穩定工作時(shí)，復位信號才被撤除，微機電路開(kāi)始正常工作。
系統的復位采用了上電復位的形式，上電過(guò)程中微控制器復位引腳保證10ms 以上的高電平就能可靠的將微控制器復位。如圖3 所示。
圖3 復位電路
3.3 顯示電路
本次設計采用4 位LED 共陰極數碼管顯示屏做為系統的顯示界面，如圖4 所示。常用的LED 顯示器為8 段或7 段(8 段比7 段多了一個(gè)小數點(diǎn)“dp”段)。每一個(gè)段對應一個(gè)發(fā)光二極管。
這種顯示器由共陽(yáng)極和共陰極兩種。如圖4 所示。共陰極LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常次共陰極接地。當某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應的段被現實(shí)。
為了使LED顯示器顯示不同的符號和數字，就要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就要為L(cháng)ED 顯示器提供代碼，因為這些代碼可使LED 相應的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱(chēng)之為段碼(或稱(chēng)為字型代碼)。
7 段發(fā)光二極管在加上一個(gè)小數點(diǎn)，共計8 段。因此提供給LED 顯示器的段碼正好是1B。
圖4 顯示器連接電路
3.4 按鍵電路
本次設計是以按鍵的形式來(lái)代替人走步所產(chǎn)生的震動(dòng)，每按鍵一次即表示人走動(dòng)一步，其電路如圖5 所示。
圖5 按鍵電路
3.5 ADXL202 傳感器電路
ADXL022 傳感器模塊電路如圖6 所示。
圖6 ADXL202傳感器模塊電路
3系統軟件
計步開(kāi)始，內部程序準備就位。人走動(dòng)一步，傳感器檢測到峰值，經(jīng)四種電路，由顯示器顯示出來(lái)，再走一步，由累加器累加1,由此走幾步依次加1,由顯示器顯示。單片機復位系統產(chǎn)生外部中斷，顯示器置零。系統流程圖如圖7 所示。
圖7 系統流程圖
4軟件仿真
系統中將按鍵電路中按鍵K1 與單片機的P4.4 進(jìn)行連接，專(zhuān)用的按鍵電路產(chǎn)生振蕩電路，將電信號通過(guò)電路轉換給微控制器，微控制器將表征當前步數的數字量按照10 進(jìn)制等處理后通過(guò)直觀(guān)LED 顯示。
當按鍵按下一次的時(shí)候，顯示器顯示1,按幾次則顯示多少。計步器仿真效果圖如圖8 所示。
圖8 仿真效果圖
結語(yǔ)
本文主要設計中包含了微控制器、顯示部件、輸入部件和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等部分。在整個(gè)設計系統中充分掌握各模塊電路的工作原理，對硬件電路、軟件程序進(jìn)行設計，最后進(jìn)行仿真。
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發(fā)表于 2018-5-14 15:51:20
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