张斌 朱友朋 方帆 孙猛 张紫豪
宿州学院机械与电子工程学院 安徽宿州 234000
【摘要】随着社会的发展，以及物质生活水平的提高，人们也越来越关注自己的健康问题。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，所以人们可以通过计步器的测量功能来合理制定适合自己的健身方案，并根据其运行情况来监测和分析人体的健康状况。从而指导人们按照科学的运动方案，进行运动和健身，提高自身的身体素质，促进身心健康的发展。在全民运动，全民健康的热潮下，利用计步器来指导人们科学健身，提高人们的生活质量是十分有意义的。
【关键词】单片机STC89C52、倾角传感器ADXL345、电源系统、APP
计步器是一种流行的可以监控运动对象锻炼进度的电子设备。可以利用计步器设置一个属于自己的锻炼目标，进而可以激励人们挑战自己完成运动目标，同时通过有规律，有计划的运动，可以增强体质，帮助瘦身。电子计步器是适应市场需求的设计产品，使用起来简单方便，具有较大的应用推广价值。
1.总体系统设计
此设计可以对人的运动进行计算进而得出观察对象的健康状况。而人的运动情况可以通过很多特性来进行分析。电子计步器主要组成部分是振动传感器和电子计数器。与传统的机械式传感器不同，ADXL345倾角传感器是一种电容式的三轴传感器，用其捕获其对象运动时产生的加速度信号，比较准确。用单片机对其运动数据进行精准的采集，将收集到信号利用低通滤波器对其进行滤波处理。然后通过分析软件对其分析，之后采用自适应算法进而实现其计步的功能，误计数因此减少，计步数据更加精确。采用STC89C52单片机作为计步器系统的主控芯片，然后通过蓝牙模块将单片机处理的精准的数据传输到手机的软件上，采集到的步数，走的路程，消耗的卡路里及运动状态可以再手机APP显示，这样就可以保证实时和清楚的看到检测效果。计步器的工作时候的运行电流小，大约有1-1.5mA，因此可以完成超低功耗的运行，从而节约了电能。
1.1主控单元
我们选用STC89C52单片机作为计步器的主控制器，STC89S52单片机是功耗低、性能高的CMOS8位微控制器，内置8K系统可编程 Flash 存储器。此单片机具有低功耗、丰富的接口，低价格等等优点，能满足此设计的一切要求。
最小系统是整个计步器的核心，最小系统正常运行是实现系统功能的前提条件。
1.2采集模块
采用倾角传感器ADXL345，此传感器可以测量静态重力或动态加速度。利用此传感器可以采集运动对象运动时所产生的加速度信号，更加准确。ADXL345传感器的功能非常强大，内置很多的寄存器，而且低成本，方便使用。
1.3蓝牙模块
选用蓝牙模块对本系统的数据进行无线传输。蓝牙模块可以取代许多在应用情况下的实体线缆，蓝牙可以应用到一些固定的场所，比如一些智能化的家用电器。蓝牙数据传输的距离为10M，并且支持串行接口，支持SP蓝牙串口协议，具有成本低、体积小、收发灵敏性高等特点，只需配备少许的外围元件就能实现其相应的功能。因此本计步器可以选用蓝牙作为信息传输的模块。
1.4显示器模块
本计步器中选择LCD1602作为输出信息的显示装置。LCD1602可以显示多个字符正好满足本装置的需求。可以对液晶显示的对比度进行调节。LCD1602与传统的显示器相比，体积比较小，不用外接电源，显示内容多样化。是理想的显示装置。
1.5电源模块
本系统采用5V的直流电源作为此计步器的总电源，对整个计步器系统进行工作供电，此电路简洁、性能稳定，安全可靠。选用DC作为其电源的DC插座，直接连接USB电源线，将其中一端插在DC的插座上，其另一端可以插在5V的电源上，比如手机充电器、充电宝、外接五伏电源等等。系统电源指示灯采用红色的LED灯，限流电阻采用1KΩ，进而保护其LED灯，防止电流过大从而烧坏电源指示。自锁开关采用SW，在按下开关之后，电源指示灯亮，此时系统电源有5V的直流电输出。当再次按下开关后，灯熄灭，系统电源无5V的电源输出。
2.结论
计步器是一种流行的可以监控运动对象锻炼进度的电子设备。可以利用计步器设置一个属于自己的锻炼目标，进而可以激励人们挑战自己完成运动，同时通过有规律，有计划的运动，可以增强体质，帮助瘦身。电子计步器是适应市场需求的设计产品，使用起来简单方便，具有较大的应用推广价值。
参考文献：
[1] WolfW,孙玉芳等译.嵌入式计算系统设计原理.北京:机械工业出版社,2002.
[2] 熊媛. 传感器技术在自动控制系统中的应用及发展展望[J]. 工业设计, 2016, 10(8):12-15.
指导老师：马志林 项目编号：201910379013.