单片机的仰卧起坐计数器设计(附件)
摘 要随着我们生活水平不断的提高，当代人们对健康的问题越来越重视，参加各种运动逐渐成为一种主流。而仰卧起坐正是一种锻炼的方法，再加上仰卧起坐几乎不受场地以及环境影响的优点，因此它渐渐成为适合社会大众的一种运动方式。任何事情都是循序渐进的，所以我们有必要记录自己每天的运动量。但是运动的时候很难花精力去计算自己做了多少个仰卧起坐，容易分神不说还不够准确。所以我们提出了基于单片机的仰卧起坐计数器设计。本设计以STC89C52单片机为核心，使用光电传感器和应变式压力传感器来实现对人体位置状态信息的检测，然后将检测数据送入单片机进行处理,来判断人体的仰卧起坐状态是否到位，并通过声音进行相应提示,从而达到对仰卧起坐的自动计数。同时，系统将计数值通过液晶屏幕实时显示。本文详细的介绍了系统的软件、硬件设计方案。系统的硬件建设主要包括光电的采集电路、压力的采集电路、声音的提示电路等设计。测试结果的表明，以51单片心机为基础，以光电的传感器换作为测试者位置的检测主要装置，表明了仰卧体坐计数器，为人们的日常生活运动提供了一种不一样的可选择的便捷方式。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 本课题的研究内容 1
2 系统总体方案设计 3
2.1 系统结构设计 3
2.2 系统工作原理 4
2.3 研究方法 4
3 系统硬件电路设计 5
3.1 单片机最小系统电路 5
3.2 按键设置电路 6
3.3 压力采集电路 6
3.4 光电采集电路 8
3.5 声音提示电路 10
3.6 液晶显示电路 11
3.7 电源电路 12
4 系统软件设计 14
4.1 主程序设计 14
4.2 初始化程序 15
4.3 按键设置子程序 16
4.4 压力采集子程序 17
4.5 光电采集子程序 18
4.6 声音提示子程序 19
4.7 液晶显示子程序 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
5 系统测试与分析 21
5.1 系统测试 21
5.2 测试结果分析 21
6 总结与展望 22
6.2 课题总结 22
6.3 课题展望 22
参考文献 23
致 谢 25
附 录A1 26
附 录A2 27
附 录B 28
1绪论
1.1 研究背景
伴随着人们对健康的重视，然而越来越多的人便积极主动的参加各种运动来提高自己的健康指数。仰卧起坐作为一种体能训练的方法被众人所熟知，外加上它不受任何场地环境以及经济条件影响的优点，因此更加可以算得上是大众运动的方式，适当地做仰卧起坐的易处是可以加强人的结实腹肌，腹肌的强壮对于人背部可以起到比较好的支撑作用，还可以增加人在从事有氧的运动和娱乐活动中的体力意识。从另外一方面来说，如果进行不当，仰卧起坐不仅仅是浪费自己的时间，更可以说是有害无益的运动。为了解答以上问题，本课题主要研究了一种基于单片机的仰卧起坐计数器的设计[1]。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
仰卧起坐，这是一种锻炼身体的简易运动方式。仰卧起坐设计主要是将计算机软件、硬件技术融合为一体，将微控制器作为主要核心，以达到对仰卧起坐的自动计时计数。主要的具体步骤包括开始、结束控制，计数值的实时显实事，测试结束的显示等。设计具有功能结构简单、功能齐全、实用性较强等特点。
目前，我国内外关于这方便的研究主要是伴随着人们身体健的运动的兴起大力的开发，人体的健身运动简单易行。言而总之，仰卧起坐主要是社会大众的一种简易运动方式。从机械式、固定式的仰卧起坐设备，到电子试的，电子试的配备多种功能，具体声音提醒自动调正，自动计数的功能。未来的发展方向主要是智能化、低成本化。
1.3 本课题的研究内容
本课题以MCS51单片机微控制器为核心，来进行基于单片机的仰卧起坐计数器的设计，其主要研究内容如下：
（1）根据系统硬件设计要求，提出低层单片机的仰卧起坐计数器的总体设计方式。
（2）系统的硬件设计主要包概括：光电采集的电路、压力采集的电路、声音提示的电路等。
（3）达成系统软件设计的主要程序其中就有：主程序压力的采集子程序、光电的采集子程序、声音提示的程序等；
（4）完成了整个系统的硬件操作、软件编制和整机调整。
2 系统总体方案设计
2.1 系统结构设计
本课题的主要设计内容包括：光电采集电路、压力采集电路、声音提示电路等设计。系统整体的结构图如图下1.1所示。
图2.1 系统整体结构框图
本课题的主要设计内容包括：
（1）单片机最小系统电路
单片机最小的系统电路包含有一定单片机微，时钟的电路和复位的电路。
（2）电源电路
电源电路主要用于为系统提供相应的电源。
（3）按键设置电路
按键操作的单片机，单片机在通过检测IO口，判断是否有按键在下，如果有按键按在下，那么就触发一些相应的动作，软件的代码通过不一样的按键动作，设置不一样的系统功能。
（4）压力采集电路
压力采集的电路是放置在一个人卧下的位置的一个压力传感器何来的采集压力信号，这个信号也就是所谓的模拟量，需要借助一些模转换的芯片转换为数字和信息，然后单片机才能够读取的正确。单片机在通过控制AD采集的芯片，把转换后的数据一一读取出来。
（5）光电采集电路
本电路通过一个光电传感器检测仰卧起坐是否到位，一个放置在人起来与水平垂直且高度合适的位置，通过这个传感器电路来检测动作是否到位，如果动作不到位，那么光电传开关就得不到信号[2]。
（6）声音提示电路
声音提示电路通过控制蜂鸣器，提示动作做的是否到位。在人的动作达到或者未达标准的时候就会进行相应的自动声音提示，让人对自己的运动情况进行及时的调整。
（7）液晶显示电路
液晶显示电路使用1602液晶，通过液晶显示压力值，仰卧起坐的次数和压力设定值，从而向实时用户传达信息，进行人机交互。
2.2 系统工作原理
本设计以STC12C5A60S2单片机为核心，以光电采集电路的红外光电开关和压力传感电路的应变式压力传感器，来实现对人体位置状态信息的检测，然后将检测数据送入单片机进行处理,来判断人体的仰卧起坐状态是否到位，并可以通过一些声音提示的电路进行动作操作,从而才能达到对仰卧起坐的自动计数[3]。同时，系统将计数值通过液晶显示电路的液晶屏幕实时显示。
2.3 研究方法
第一步，确定毕业设计题目之后，从大学图书馆以及网络上搜集相关的文献和文档，并对其中要涉及到的专业知识进行回顾学习；
第二步，对于讲课题的进行功能的分解，抽取及系统结规划图，及功能模块，确定设计的全部的方案；
第三步，进行系统硬件和软件设计；
第四步，进行整个系统综合调试。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 本课题的研究内容 1
2 系统总体方案设计 3
2.1 系统结构设计 3
2.2 系统工作原理 4
2.3 研究方法 4
3 系统硬件电路设计 5
3.1 单片机最小系统电路 5
3.2 按键设置电路 6
3.3 压力采集电路 6
3.4 光电采集电路 8
3.5 声音提示电路 10
3.6 液晶显示电路 11
3.7 电源电路 12
4 系统软件设计 14
4.1 主程序设计 14
4.2 初始化程序 15
4.3 按键设置子程序 16
4.4 压力采集子程序 17
4.5 光电采集子程序 18
4.6 声音提示子程序 19
4.7 液晶显示子程序 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
5 系统测试与分析 21
5.1 系统测试 21
5.2 测试结果分析 21
6 总结与展望 22
6.2 课题总结 22
6.3 课题展望 22
参考文献 23
致 谢 25
附 录A1 26
附 录A2 27
附 录B 28
1绪论
1.1 研究背景
伴随着人们对健康的重视，然而越来越多的人便积极主动的参加各种运动来提高自己的健康指数。仰卧起坐作为一种体能训练的方法被众人所熟知，外加上它不受任何场地环境以及经济条件影响的优点，因此更加可以算得上是大众运动的方式，适当地做仰卧起坐的易处是可以加强人的结实腹肌，腹肌的强壮对于人背部可以起到比较好的支撑作用，还可以增加人在从事有氧的运动和娱乐活动中的体力意识。从另外一方面来说，如果进行不当，仰卧起坐不仅仅是浪费自己的时间，更可以说是有害无益的运动。为了解答以上问题，本课题主要研究了一种基于单片机的仰卧起坐计数器的设计[1]。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
仰卧起坐，这是一种锻炼身体的简易运动方式。仰卧起坐设计主要是将计算机软件、硬件技术融合为一体，将微控制器作为主要核心，以达到对仰卧起坐的自动计时计数。主要的具体步骤包括开始、结束控制，计数值的实时显实事，测试结束的显示等。设计具有功能结构简单、功能齐全、实用性较强等特点。
目前，我国内外关于这方便的研究主要是伴随着人们身体健的运动的兴起大力的开发，人体的健身运动简单易行。言而总之，仰卧起坐主要是社会大众的一种简易运动方式。从机械式、固定式的仰卧起坐设备，到电子试的，电子试的配备多种功能，具体声音提醒自动调正，自动计数的功能。未来的发展方向主要是智能化、低成本化。
1.3 本课题的研究内容
本课题以MCS51单片机微控制器为核心，来进行基于单片机的仰卧起坐计数器的设计，其主要研究内容如下：
（1）根据系统硬件设计要求，提出低层单片机的仰卧起坐计数器的总体设计方式。
（2）系统的硬件设计主要包概括：光电采集的电路、压力采集的电路、声音提示的电路等。
（3）达成系统软件设计的主要程序其中就有：主程序压力的采集子程序、光电的采集子程序、声音提示的程序等；
（4）完成了整个系统的硬件操作、软件编制和整机调整。
2 系统总体方案设计
2.1 系统结构设计
本课题的主要设计内容包括：光电采集电路、压力采集电路、声音提示电路等设计。系统整体的结构图如图下1.1所示。
图2.1 系统整体结构框图
本课题的主要设计内容包括：
（1）单片机最小系统电路
单片机最小的系统电路包含有一定单片机微，时钟的电路和复位的电路。
（2）电源电路
电源电路主要用于为系统提供相应的电源。
（3）按键设置电路
按键操作的单片机，单片机在通过检测IO口，判断是否有按键在下，如果有按键按在下，那么就触发一些相应的动作，软件的代码通过不一样的按键动作，设置不一样的系统功能。
（4）压力采集电路
压力采集的电路是放置在一个人卧下的位置的一个压力传感器何来的采集压力信号，这个信号也就是所谓的模拟量，需要借助一些模转换的芯片转换为数字和信息，然后单片机才能够读取的正确。单片机在通过控制AD采集的芯片，把转换后的数据一一读取出来。
（5）光电采集电路
本电路通过一个光电传感器检测仰卧起坐是否到位，一个放置在人起来与水平垂直且高度合适的位置，通过这个传感器电路来检测动作是否到位，如果动作不到位，那么光电传开关就得不到信号[2]。
（6）声音提示电路
声音提示电路通过控制蜂鸣器，提示动作做的是否到位。在人的动作达到或者未达标准的时候就会进行相应的自动声音提示，让人对自己的运动情况进行及时的调整。
（7）液晶显示电路
液晶显示电路使用1602液晶，通过液晶显示压力值，仰卧起坐的次数和压力设定值，从而向实时用户传达信息，进行人机交互。
2.2 系统工作原理
本设计以STC12C5A60S2单片机为核心，以光电采集电路的红外光电开关和压力传感电路的应变式压力传感器，来实现对人体位置状态信息的检测，然后将检测数据送入单片机进行处理,来判断人体的仰卧起坐状态是否到位，并可以通过一些声音提示的电路进行动作操作,从而才能达到对仰卧起坐的自动计数[3]。同时，系统将计数值通过液晶显示电路的液晶屏幕实时显示。
2.3 研究方法
第一步，确定毕业设计题目之后，从大学图书馆以及网络上搜集相关的文献和文档，并对其中要涉及到的专业知识进行回顾学习；
第二步，对于讲课题的进行功能的分解，抽取及系统结规划图，及功能模块，确定设计的全部的方案；
第三步，进行系统硬件和软件设计；
第四步，进行整个系统综合调试。
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