基于单片机的计步器设计毕业设计论文.docx

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1、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

2、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，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。2 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

3、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3 电路原理图图3-1 计步器电路原理图4 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

4、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，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

5、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，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。图4-3 数码管显示电路4.4 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。模块使用说明1) 用

6、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；3) 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

7、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5 PCB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6 程序流程图7 部分程序代码7.1 数码管显示程序循环语句实现数码管的动态扫描，显示对应的位，利用人眼的视觉惰性实现显示。主程序调用数码管段显示子程序，显示字型4。while(1)qian=num/1000;bai=(num/100)%10;shi=(num/10)%10;ge=num%10;sel1=0; sel2=0; se

8、l3=0; sel4=1;seg(qian); delay(1);sel1=0; sel2=0; sel3=1; sel4=0;seg(bai); delay(1);sel1=0; sel2=1; sel3=0; sel4=0;seg(shi); delay(1);sel1=1; sel2=0; sel3=0; sel4=0;seg(ge); delay(1);void seg(uint n)switch(n)case 0:P0 = 0xC0; break;case 1:P0 = 0xF9; break;case 2:P0 = 0xA4; break;case 3:P0 = 0xB0; bre

9、ak;case 4:P0 = 0x99; break;case 5:P0 = 0x92; break;case 6:P0 = 0x82; break;case 7:P0 = 0xF8; break;case 8:P0 = 0x80; break;case 9:P0 = 0x90; break;default:P0 = 0xC0; break;7.2 记录存储程序存储记录要先擦除扇区，在写入数据，写入数据前要对命令触发寄存器写入0x5A，再写入0xA5，才能写如数据。/=写字节数据=void write(uint addr,uchar dat) iap_contr = eniap; iap_cm

10、d = 0x02; iap_addrl = addr;iap_addrh = addr8;iap_data = dat; iap_trig = 0x5A; iap_trig = 0xA5;_nop_(); uniap();/=擦除扇区=void erase(uint addr) iap_contr = eniap; iap_cmd = 0x03; iap_addrl = addr;iap_addrh = addr8; iap_trig = 0x5A; iap_trig = 0xA5; _nop_(); uniap(); 8 设计总结及学习FPGA感想为期两周的生产实习渐渐的结束了，在这次实习过

11、程中，我选择了计步器设计。在实习过程中，我先是对硬件电路进行了设计，之后要进行焊接操作，由于之前很少使用电烙铁进行焊接，所以导致刚开始焊接时对焊点焊的不够饱满，有时甚至出现了虚焊的情况，但慢慢地熟悉了之后，焊接起来也就快了不少。而在后面的程序设计的阶段，我选择的C语言进行设计，在经过数百次的修改和调试之后，最终顺利完成了设计。同时，这次生产实习是一次很好的把理论应用到实践中去的锻炼，通过实习，我更加认识到了理论知识的重要性，也对自己所学知识的长处与不足有了一定的认识，锻炼了动手能力。最后看着自己努力设计出来的成果，心里有了一丝的成就感。感谢至芯科技，无私地给我们带来一个星期的FPGA培训。经过

12、一周的培训，我收获颇丰。有技能的提高，思维的扩展还有生活的充实。技能的提升对我来说非常明显。培训一开始，老师教我们用熟这些软件，这些软件的熟练掌握，加速了进一步设计电路的速度。老师根据我们薄弱的底子和对Verilog HDL的一无所知的基本情况，从简单的显数、计数，再到RAM、ROM、串行通信的设计，逐步深入，设计合适的万用框架体系让我们更容易上手，化繁为简，局部分模块化逐步设计到后来顶层文件做关联形成一个看起来功能很复杂的程序体系。最后能够轻松完成一个复杂功能的电路。体现了硬件描述语言能够模块化设计关联的强大特性。也使我们对Verilog HDL编程有了浓厚的兴趣。学习的一周过的十分充实，坐

13、在实验室里写程序看似单调，但有条不紊，忙忙碌碌，脑子里是如何用语言描述一个功能，如何处理时序还有各个功能块之间的关系。现在我能能感觉到自己的提高，自然会感觉无限充实。经过培训和实习，大大增强了我的自学能力和独立能力。更重要的是，我拓展了思路，开阔了视野，活跃了思想，对以后的学习工作起到了很大的帮助作用。参考文献1 胡向东.传感器与检测技术.机械工业出版社.2015,01(2):303314.2 童诗白,华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2013,12(19):74115.3 姜志海,黄玉清,刘连鑫.单片机原理与应用.电子工业出版.2014,07(2):2732.4 谭浩强.C程序设计（

14、第四版）.清华大学出版社.2012,10(10):37140.附录计步器完整程序：#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define iapaddr 0x4A00#define endaddr 0x4800#define eniap 0x82sfr iap_data = 0xC2;/iap数据寄存器sfr iap_addrh = 0xC3;/iap地址寄存器高字节sfr iap_addrl = 0xC4;/iap地址寄存器低字节sfr iap_cmd = 0xC5;/iap命令寄存器sfr

15、iap_trig = 0xC6; /iap命令触发寄存器sfr iap_contr = 0xC7;/iap控制寄存器sbit led = P27;sbit key0 = P20;sbit key1 = P26;sbit key2 = P25;sbit key3 = P24;sbit sel1 = P10;sbit sel2 = P11;sbit sel3 = P12;sbit sel4 = P13;void delay(uint z); /延时程序void seg(uint n); /数码管段显示void uniap(void); /关闭IAP功能uint read(uint addr); /

16、读字节数据void write(uint addr,uchar dat); /写字节数据void erase(uint addr); /擦除扇区/=主程序=void main(void)uint num=0,n,m,i;uchar qian,bai,shi,ge;n=iapaddr; m=iapaddr-4; led=1;while(1)qian=num/1000;bai=(num/100)%10;shi=(num/10)%10;ge=num%10;sel1=0; sel2=0; sel3=0; sel4=1;seg(qian); delay(1);sel1=0; sel2=0; sel3=1

17、; sel4=0;seg(bai); delay(1);sel1=0; sel2=1; sel3=0; sel4=0;seg(shi); delay(1);sel1=1; sel2=0; sel3=0; sel4=0;seg(ge); delay(1);if(num=9999)/计数等于9999灯闪烁两下sel1=1; sel2=1; sel3=1; sel4=1;led=0;delay(50);led=1;delay(50);led=0;delay(50);led=1;if(key1=0)|(num=9999)/按键按下存储数据并归零if(num!=0)erase(endaddr);if(!

18、(n%512)erase(n);for(i=0;i8);write(uint)endaddr+1,(uchar)n);num=0;if(key2=0)/按键按下显示下一条记录m=m+4;if(m=(read(uint)endaddr)8)+read(uint)endaddr+1)|m=iapaddr)sel1=1; sel2=1; sel3=1; sel4=1;m=iapaddr;led=0;delay(36);led=1;for(i=0;i200;i+)sel1=0; sel2=0; sel3=0; sel4=1;seg(read(m); delay(1);sel1=0; sel2=0; s

19、el3=1; sel4=0;seg(read(m+1); delay(1);sel1=0; sel2=1; sel3=0; sel4=0;seg(read(m+2); delay(1);sel1=1; sel2=0; sel3=0; sel4=0;seg(read(m+3); delay(1);if(key3=0)/按键按下显示上一条记录m=m-4;if(miapaddr)sel1=1; sel2=1; sel3=1; sel4=1;m=(read(uint)endaddr)8)+read(uint)endaddr+1)-4;led=0;delay(36);led=1;for(i=0;i0;i

20、-)for(j=1300;j0;j-);/=数码管段显示=void seg(uint n)switch(n)case 0:P0 = 0xC0; break;case 1:P0 = 0xF9; break;case 2:P0 = 0xA4; break;case 3:P0 = 0xB0; break;case 4:P0 = 0x99; break;case 5:P0 = 0x92; break;case 6:P0 = 0x82; break;case 7:P0 = 0xF8; break;case 8:P0 = 0x80; break;case 9:P0 = 0x90; break;defaul

21、t:P0 = 0xC0; break;/=关闭IAP功能=void uniap(void) iap_contr = 0; iap_cmd = 0; iap_trig = 0; iap_addrh = 0x80; iap_addrl = 0;/=读字节数据=uint read(uint addr)uint dat; iap_contr = eniap; iap_cmd = 0x01; iap_addrl = addr;iap_addrh = addr8; iap_trig = 0x5A; iap_trig = 0xA5;_nop_();dat = iap_data; uniap(); retur

22、n dat;/=写字节数据=void write(uint addr,uchar dat) iap_contr = eniap; iap_cmd = 0x02; iap_addrl = addr;iap_addrh = addr8;iap_data = dat; iap_trig = 0x5A; iap_trig = 0xA5;_nop_(); uniap();/=擦除扇区=void erase(uint addr) iap_contr = eniap; iap_cmd = 0x03; iap_addrl = addr;iap_addrh = addr8; iap_trig = 0x5A; i

23、ap_trig = 0xA5; _nop_(); uniap(); 1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于

24、32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的

25、研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解

26、调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实

27、现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61.

28、 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73.

29、 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变

30、频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储

31、与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系

32、统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！21