基于加速度传感器的计步器的设计
基于加速度传感器的计步器的设计(任务书,开题报告,论文18000字)
摘要
如今这个物质富足的时代，人人都注重锻炼身体，通过运动来保持年轻健康的身体或者达到减肥瘦身的目的。而最简单最容易被人们采取的运动形式就是走路或跑步了。因此设计一个便携在精度高的计步器成为了当下的必然需求。早期计步器的设计利用加重的机械开关检测步伐，并带有一个简单的计数器。通过计步器获得的数据，可以用来计算人的运动情况从而分析人体的健康状况，有利于我们保持年轻健康的身体。
本文主要研究了基于加速度传感器ADXL345的计步器的设计，与传统的机械式传感器不同，ADXL345是电容式三轴传感器，由它捕获人体运动时的加速度信号，更加准确。而且三轴加速度传感器ADXL345内置了A/D转换功能，其输出信号通过数字滤波器后传送给单片机。软件采用自适应算法实现计步功能，减少计数误差，更加精确。单片机STC89C52控制液晶显示器显示计步状态。整机工作电流只有1-1.5mA，实现超低功耗。
关键词：三轴加速度传感器；计步器；ADXL345；STC89C52
Abstract
In this age of material abundance, everyone pays attention to exercise, to maintain a healthy young body through exercise or to slim down. The simplest and easiest form of movement is walking or running. Therefore, the design of a portable in the precision of the pedometer has become the inevitable demand of the present. The early pedometer was designed to take advantage of heavier mechanical switches to detect the pace and carry a simple counter. The data obtained by the pedometer can be used to calculate the human motion and thus analyze the health condition of the human body, which will help us to keep our young and healthy body. [资料来源：http://www.doc163.com]
This paper mainly studies the design of the pedometer based on the accelerometer ADXL345, unlike the traditional mechanical sensor, ADXL345 is a capacitive triaxial sensor, which captures the acceleration signal when the human body is moving, which is more accurate. And the triaxial accelerometer ADXL345 built-in A/D conversion function, its output signal passes through the digital filter to transmit to the monolithic integrated system. The software adopts the adaptive algorithm to realize the step function, reduce the counting error and more accurate. Single-chip microcomputer STC89C52 control LCD display step state. The working current of the machine is only 1-1.5ma to realize ultra-low power consumption.
Key words:Three-axis acceleration sensor；pedometer；ADXL345； STC89C52
目录
摘要 I
Abstract II
第一章绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 加速度传感器研究现状 2
1.2.2 计步器研究现状 2
1.3 论文主要内容 3
第二章运动轨迹检测系统的基本原理 4
2.1 加速度传感器工作原理 4
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2.2 运动轨迹估计原理 5
2.3 误差分析与处理 8
2.3.1 误差分析 8
2.3.2 误差处理 8
第三章计步器硬件设计 10
3.1 系统总体设计方案 10
3.1.1 设计要求 10
3.1.2 单片机芯片的选择方案和论证 10
3.1.3 显示模块选择方案和论证 10
3.1.4 传感器的选择方案和论证 11
3.1.5 系统最终方案设计 12
3.2 主要器件选型 12
3.2.1 STC89C52单片机简介 12
3.2.2 ADXL345三轴加速度传感器简介 14
3.2.3 LCD1602简介 16
3.3 系统电路设计 16
3.3.1 系统主控模块设计 17
3.3.2 加速度传感器模块设计 18
3.3.2.1 I2C串行总线简介 18
3.3.2.2 ADXL345与单片机的连接 18
3.3.3 显示模块设计 20
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第四章计步器软件设计 21
4.1 计步器算法的实现 21
4.2 系统程序设计 23
4.2.1 系统初始化程序 23
4.2.1.1加速度传感器初始化 23
4.2.1.2 I2C接口初始化 24
4.2.2 传感器数据读取程序 25
4.2.3 数据处理程序 27
4.2.4 数据显示程序 28
第五章总结 29
参考文献 30
附录A 总电路图 31
附录B 程序清单 32
致谢 47
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