——基于51单片机的计步器
摘要
本文主要对基于单片机的计步器进行了讨论，综述了此课题的研究的背景、目的和意义，介绍了国内外相关研究的发展概况，分析得出了计步器设计的具体框架，并结合相关文献提出了后续设计过程中的重点难点。
关键字：AT89C51、ADX345倾角传感器、LED
一、前言
如今，我们的工作越来越忙，对自身的健康越来越关注，我们经常使用的软件，如微信支付宝等都已经开通了这项计步的功能。但很多时候这些软件的读取数据难免不精确。因此设计一个便携式的计步器很有意义。早期设计的计步器一般利用加重的机械开关检测步伐，并带有一个简单的计数器。晃动这些装置时，可以听到有一个金属球来回滑动，或者一个摆锤左右摆动敲击挡块。电子计步器主要组成部分是振动传感器和电子计数器。步行的时候人的重心会上下移动。以腰部的上下位移最为明显，所以记步器挂在腰带上最为适宜。所谓的振动传感器其实就是一个平衡锤在上下振动时平衡被破坏使一个触点能出现通/断动作，由电子计数器完成了主要的记录与显示功能，其他的属于热量消耗，路程换算均由软件完成。计步器中一般采用一种加速度计来感受外界的振动。
二、国内外发展现况
计步器的研究在国内外已经很成熟，也是本科阶段常见的研究课题。计步器最早是由意大利的伦纳德bull;达芬奇酝酿的，但现存的最早的计步器 是在达芬奇之后150年，即德国1667年制作的。 日本最早的计步器是由Gcn．naiHiraga在1755年制作的。在中世纪和近代，计步器并未被广泛使用，因为当时的人们并不清楚它的用途。 在日本，计步器已经使用了40多年，主要用于体育运动和分析记录行走步调。1965年，计步器正式进入日本商用市场，并被命名为manpo-meter。此时的计步器通常利用摆钟原理作为记步技术，利用加重的机械开关检测步伐，并带有一个简单的计数器。如果晃动这些装置，就可以听到有一个金属球来回滑动，或者一个摆钟左右摆动敲响挡块。 这种机械式的计步器早已淡出历史，取而代之的是电子式的计步器。国内关于计步器的研究也已经相当成熟，常见的很多手机软件也都有了计步的功能，便携式的计步器也应用非常广泛，在国内的市场，可以很容易买到电子式便携计步器。但由于基础硏究的薄弱,技术人员的缺乏,技术和资金投入的不足,我国在各个技术方面与国外发达国家相比还有一定的差距,主要体现在批量生产时性能的稳定性和器件的完好率。基于加速度传感器的计步器最大的核心问题是它的精确度问题,如何正确统计人行走或者跑步的距离,如何准确计算消耗的卡路里。在精确度问题上,日本及些欧洲国家所生产的的计步器较为精确。我国多用于基础民用阶段，但由于机楲生产的精度不高,电路集成性不强,导致计步器的便携性弱于国外产品。精确性的决定条件就是传感器的精确性,加速度传感器的种类很多,发展也很快,目前应用比较成熟的有电容式加速度传感器和压阻式加速度传感器。压阻式加速度传感器是利用硅材料电阻率的变化。压阻式加速度传感器具有频率响应特性好、测量方法易行、线性度好等优点,其缺点是温度效应严重、灵敏度低。电容式加速度传感器是将被测加速度转换成电容的变化来进行加速度测量的。其基本特征是工作性能稳定,温度漂移小。然而,电容式加速度传感器在将被测加速度转换为对应的电容器电容变化量时,由于加速度惯性力引起电容极板位移的敏感度和速度总是慢于和小于悬臂梁等支承梁上应力变化的敏感度和速度,所以声表面波加速度传感器对被测加速度的敏感度和响应速度要高于和快于电容式等其它类型的加速度传感器。近年来,开放新型功能材料、研究新型传感技术,已被发达国家列为现代和未来科学硏究的技术开放规划的战略重点。利用新材料、新原理和新工艺研制出高性能、低成本、智能化、微型化的传感器是硏究新型传感器的主要手段和最终目标。在种类众多的传感器家族中,声表面波是其中比较出色的一员。总的来说，计步器的设计在国内外已经相当成熟，本科研究这个课题，涉及到很多本专业的知识，像电路基础知识，单片机，程序设计语言等，对于训练本科生独立设计并制作简单的电路系统，具有较大的意义。
三、方案设计
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