stm32的记步器设计【字数：11748】
随着社会经济发展和生活水平的不断提高,人们对健康更加重视,推崇绿色健康的运动方式。在生活中,很多人处于亚健康的状态,这就是缺乏运动的结果。其中人们每天的步数是衡量人体健康的重要指标,基于此需求,设计一款基于单片机的步数检测系统。计步器设计使用USB供电,采用意法半导体公司的STM32单片机作为控制芯片。使用加速度传感器ADXL345来采集人体的运动数据通过串口送入STM32,计算步数通过使用阈值的算法的步行距离的数量,并通过LCD1602显示的实时的步数。在此基础上又加入了蓝牙模块,通过单片机串口与蓝牙实现数据的无线传输。通过了解学习,采用了e4a软件编写了关于手机蓝牙接收的APP软件,实现了单片机发送步数信息并通过手机接收的功能。
目 录
1.绪论 1
1.1 课题的背景与意义 1
1.2 计步器现状及发展 2
1.3 设计目标 2
1.4 论文章节安排 2
2.系统硬件电路设计 4
2.1 电路总体设计 4
2.2 单片机最小电路设计 4
2.3 加速度传感器电路 7
2.4 无线模块设计 7
2.5 液晶显示电路设计 9
2.6 本章小结 10
3.系统软件设计 11
3.1 软件总体设计 11
3.2 单片机程序编写 11
3.2.1 单片机开发软件 11
3.2.2 各模块的初始化 12
3.2.3 计步算法的实现 14
3.2.4 步数显示 16
3.3 计步显示APP的开发 17
3.3.1 APP开发软件 17
3.3.2 APP的设计 18
3.3.3 蓝牙AT指令 20
3.4 本章小结 21
4.系统调试 22
4.1 硬件调试 22
4.2 软件调试 26
4.3 本章小结 28
5.总结与展望 29
参考文献 30
附 录 31
附录一 电路原理图 31
附录二 核心代码 3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3
致 谢 35
1.绪论
1.1 课题的背景与意义
随着国家经济的发展，可以发现身边日新月异的变化，人们的生活开始注重品质健康，我们可以在各个小区、街道看到很多进行锻炼的人，有打太极的老人，打篮球的年轻人，跳着街舞的靓丽女孩，还有不少在健身房挥汗如雨的精英们。但在当今快节奏的生活中，不少人处于亚健康的状态，尤其对于工作繁忙的上班族来说，每天八小时甚至十二小时或是更多的工作过后，在下班时便已经筋疲力尽，锻炼对于他们来说有些可望而不可及。在生活中最简单的运动方式就是步行，这个可以不受地方限制进行锻炼。
美国一所大学的教授得出结论，对于老年人是否健康的判断，可以使用一个“500步”进行推断。如果老人能够步行超过500步，那么相信老人的身体没有太大问题，但假如有人无法完成500步的步行，那么他患重病的概率远远大于那些走完500步的人。步行是一个老少皆宜的运动项目，通过步行可以加快血液循环，促进自身的新陈代谢。对于现在的人们而言，整天面对这手机、电脑之类的电子产品，难免会对视力造成损伤且过度的久坐不利于肠胃蠕动，一定量的户外步行运动可以有效缓解视疲劳，有利于强健身体增强自身抵抗力。
可以看出，步行对于人们的好处是多种多样的。在这过程中,如果可以准确的了解自己的步数就可以大体知道自己的运动量大小,实时的感知有助于判断身体承受能力。俗话说的好“有需求就有市场”，在这种需求下，一款小巧便携的计步设备将会大受欢迎。
计步器作为计步设备,可以随身携带不必担心电量消耗太高。其功耗较低的特性可以广泛应用在医疗、健康检测、智能仪器等方面。通过携带计步器，人们可以了解自己每天的运动数据，甚至不必前往健身房或者花费大价钱购买跑步机进行锻练，可以节约大量资源。使用计步器带有的计步以及测速功能，在自家周围就能进行一场酣畅淋漓的有氧运动，测算自身消耗的卡路里。
现在人们对健康越来越重视，计步器将更加受到人们的欢迎，计步器未来拥有不可限量的市场前景。基于此原因，本次毕设按照现在发展的需要设计一款基于单片机的计步检测系统。
1.2 计步器现状及发展
早期的计步器设计采用的是机械式的振动传感器。振动传感器利用的是在行走过程中产生的波动来是传感器内的机械球运动，从而判断所携带者是否处于运动状态。进入21世纪，电子产业的快速发展带动了计步设备由机械式向电子化的转变，各式各样的电子式的加速度传感器走出实验室转向应用。现在主流的是三轴传感器，可以用于姿态检测、惯性检测、倾角测量等诸多领域。
通过调查发现，目前市面上计步器五花八门，但都拥有计步显示、时间显示、距离以及速度检测等基本功能。此外还有部分集成了心率检测、睡眠检测、nfc支付等功能，通过手机蓝牙的方式可以与配套的手机APP进行数据交互。在国内知名的电商平台淘宝、京东上热卖的是小米手环、荣耀手环、苹果手表、华为手表等计步设备,价格在702000元不等。这些计步产品往往都是采用电子式的加速度计，配合内部的小型单片机控制芯片进行步数检测。这类的计步器最大问题就是精确度问题，在某些环境下计步器无法正确进行步数检测。
目前计步器的功能越来越多样化，诸如消息接收、GPS、NFC支付等手机才有的功能开始集成在一个小巧的手环上。现在多数计步器都具有蓝牙数据通信功能用于更新和发送健康数据，帮助人们规划锻炼计划。
在5G时代到来的背景下，万物互联的智能设备将会得到大发展。计步器随着人们开始注重健康、重视锻炼，将会爆发出巨大的潜力。作为一款为健康而生的计步器，有利于顺应人们绿色发展的理念，具有广阔的市场前景。
1.3 设计目标
1.设计一个包括电源部分、蓝牙通信部分、加速度传感器、人机交互界面、单片机最小系统的稳定可靠的硬件电路系统。
目 录
1.绪论 1
1.1 课题的背景与意义 1
1.2 计步器现状及发展 2
1.3 设计目标 2
1.4 论文章节安排 2
2.系统硬件电路设计 4
2.1 电路总体设计 4
2.2 单片机最小电路设计 4
2.3 加速度传感器电路 7
2.4 无线模块设计 7
2.5 液晶显示电路设计 9
2.6 本章小结 10
3.系统软件设计 11
3.1 软件总体设计 11
3.2 单片机程序编写 11
3.2.1 单片机开发软件 11
3.2.2 各模块的初始化 12
3.2.3 计步算法的实现 14
3.2.4 步数显示 16
3.3 计步显示APP的开发 17
3.3.1 APP开发软件 17
3.3.2 APP的设计 18
3.3.3 蓝牙AT指令 20
3.4 本章小结 21
4.系统调试 22
4.1 硬件调试 22
4.2 软件调试 26
4.3 本章小结 28
5.总结与展望 29
参考文献 30
附 录 31
附录一 电路原理图 31
附录二 核心代码 3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3
致 谢 35
1.绪论
1.1 课题的背景与意义
随着国家经济的发展，可以发现身边日新月异的变化，人们的生活开始注重品质健康，我们可以在各个小区、街道看到很多进行锻炼的人，有打太极的老人，打篮球的年轻人，跳着街舞的靓丽女孩，还有不少在健身房挥汗如雨的精英们。但在当今快节奏的生活中，不少人处于亚健康的状态，尤其对于工作繁忙的上班族来说，每天八小时甚至十二小时或是更多的工作过后，在下班时便已经筋疲力尽，锻炼对于他们来说有些可望而不可及。在生活中最简单的运动方式就是步行，这个可以不受地方限制进行锻炼。
美国一所大学的教授得出结论，对于老年人是否健康的判断，可以使用一个“500步”进行推断。如果老人能够步行超过500步，那么相信老人的身体没有太大问题，但假如有人无法完成500步的步行，那么他患重病的概率远远大于那些走完500步的人。步行是一个老少皆宜的运动项目，通过步行可以加快血液循环，促进自身的新陈代谢。对于现在的人们而言，整天面对这手机、电脑之类的电子产品，难免会对视力造成损伤且过度的久坐不利于肠胃蠕动，一定量的户外步行运动可以有效缓解视疲劳，有利于强健身体增强自身抵抗力。
可以看出，步行对于人们的好处是多种多样的。在这过程中,如果可以准确的了解自己的步数就可以大体知道自己的运动量大小,实时的感知有助于判断身体承受能力。俗话说的好“有需求就有市场”，在这种需求下，一款小巧便携的计步设备将会大受欢迎。
计步器作为计步设备,可以随身携带不必担心电量消耗太高。其功耗较低的特性可以广泛应用在医疗、健康检测、智能仪器等方面。通过携带计步器，人们可以了解自己每天的运动数据，甚至不必前往健身房或者花费大价钱购买跑步机进行锻练，可以节约大量资源。使用计步器带有的计步以及测速功能，在自家周围就能进行一场酣畅淋漓的有氧运动，测算自身消耗的卡路里。
现在人们对健康越来越重视，计步器将更加受到人们的欢迎，计步器未来拥有不可限量的市场前景。基于此原因，本次毕设按照现在发展的需要设计一款基于单片机的计步检测系统。
1.2 计步器现状及发展
早期的计步器设计采用的是机械式的振动传感器。振动传感器利用的是在行走过程中产生的波动来是传感器内的机械球运动，从而判断所携带者是否处于运动状态。进入21世纪，电子产业的快速发展带动了计步设备由机械式向电子化的转变，各式各样的电子式的加速度传感器走出实验室转向应用。现在主流的是三轴传感器，可以用于姿态检测、惯性检测、倾角测量等诸多领域。
通过调查发现，目前市面上计步器五花八门，但都拥有计步显示、时间显示、距离以及速度检测等基本功能。此外还有部分集成了心率检测、睡眠检测、nfc支付等功能，通过手机蓝牙的方式可以与配套的手机APP进行数据交互。在国内知名的电商平台淘宝、京东上热卖的是小米手环、荣耀手环、苹果手表、华为手表等计步设备,价格在702000元不等。这些计步产品往往都是采用电子式的加速度计，配合内部的小型单片机控制芯片进行步数检测。这类的计步器最大问题就是精确度问题，在某些环境下计步器无法正确进行步数检测。
目前计步器的功能越来越多样化，诸如消息接收、GPS、NFC支付等手机才有的功能开始集成在一个小巧的手环上。现在多数计步器都具有蓝牙数据通信功能用于更新和发送健康数据，帮助人们规划锻炼计划。
在5G时代到来的背景下，万物互联的智能设备将会得到大发展。计步器随着人们开始注重健康、重视锻炼，将会爆发出巨大的潜力。作为一款为健康而生的计步器，有利于顺应人们绿色发展的理念，具有广阔的市场前景。
1.3 设计目标
1.设计一个包括电源部分、蓝牙通信部分、加速度传感器、人机交互界面、单片机最小系统的稳定可靠的硬件电路系统。
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