步測(cè)儀的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文說明書-預(yù)覽頁
【正文】 片分別表示SPI在讀與寫操作時(shí)的時(shí)序 NRF905模塊原理圖 與單片機(jī)硬件連接圖 原理圖說明：J1是無線收發(fā)模塊的連接圖，它用到單片機(jī)的PD口和PC口來進(jìn)行無線通信。本文以對(duì)步伐特征的研究為基礎(chǔ)，描述一個(gè)采用3軸 圖1. 各軸的定義 讓我們考慮步行的特性。圖3. 從一名跑步者測(cè)得的x、y和z軸加速度的典型圖樣圖4. 數(shù)字濾波器圖5顯示了來自一名步行者所戴計(jì)步器的最活躍軸的濾波數(shù)據(jù)。接下來的50次采樣利用此閾值判斷個(gè)體是否邁出步伐。圖6. 動(dòng)態(tài)閾值和動(dòng)態(tài)精度利用一個(gè)線性移位寄存器和動(dòng)態(tài)閾值判斷個(gè)體是否有效地邁出一步。然而，sample_result是否移入sample_new寄存器取決于下述條件：如果加速度變化大于預(yù)定義精度，則最新的采樣結(jié)果sample_result移入sample_new寄存器，否則sample_new寄存器保持不變。如果加速度變化太小，步伐計(jì)數(shù)器將忽略。利用“時(shí)間窗口”和“計(jì)數(shù)規(guī)則”可以解決這個(gè)問題。表1列出了TA = 25176。此算法使用50 Hz數(shù)據(jù)速率(20 ms)。步伐計(jì)數(shù)器有兩個(gè)工作狀態(tài)：搜索規(guī)則和確認(rèn)規(guī)則。但是，如果發(fā)現(xiàn)哪怕一個(gè)無效步伐，步伐計(jì)數(shù)器就會(huì)返回搜索規(guī)則模式，重新搜索四個(gè)連續(xù)有效步伐。如果用戶身材較高或以較快速度跑步，步長(zhǎng)就會(huì)較長(zhǎng)。表2. 跨步長(zhǎng)度與速度（每2秒步數(shù)）和身高的關(guān)系每2秒步數(shù)跨步(m/s)0~2身高/52~3身高/43~4身高/34~5身高/25~6身高/6~8身高=8 身高這樣，每2秒步數(shù)等于m_nPedometerValue與m_nLastPedometer之差。當(dāng)FIFO中的采樣數(shù)與FIFO_CTL寄存器采樣數(shù)位規(guī)定的數(shù)量相等時(shí)，水印中斷置1。由于所述解決方案沒有使用FIFO的其它功能，因此筆者將不展開討論。決定其消耗速率的一些因素包括體重、健身強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)水平和新陳代謝。由表3可以得到公式(3)?？防?C/kg/h) = 速度(m/s) 3600/1000(4)卡路里參數(shù)隨同距離和速度參數(shù)每2秒更新一次?？防?C/2 s) = 速度 體重/1800(5)如果用戶在步行或跑步之后休息，則步數(shù)和距離將不變化，速度應(yīng)為0，此時(shí)的卡路里消耗可以利用公式6計(jì)算（休息時(shí)的卡路里消耗約為1 C/kg/h）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：VDD ~+5V(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓)；顯示內(nèi)容：128列 64行顯示顏色：黃綠顯示角度：6：00鐘直視LCD類型：STN與MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 基本特性: （1）、低電源電壓（VDD:++）（2）、顯示分辨率:12864點(diǎn) （3）、內(nèi)置漢字字庫，提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選) （4）、內(nèi)置 128個(gè)168點(diǎn)陣字符 （5）、2MHZ時(shí)鐘頻率 （6）、顯示方式：STN、半透、正顯 （7）、驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）、視角方向：6點(diǎn) （9）、背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10 （10）、通訊方式：串行、并口可選 （11）、內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 （12）、無需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)（13）、工作溫度: 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度: 20℃ +60℃ 外形尺寸項(xiàng) 目標(biāo) 準(zhǔn) 尺 寸單 位模 塊 體 積mm定 位 尺 寸mm視 域mm行 列 點(diǎn) 陣 數(shù)12864dots點(diǎn) 距 離mm點(diǎn) 大 小mm 接口時(shí)序模塊有并行和串行兩種連接方法（時(shí)序如下）：8位并行連接時(shí)序圖MPU寫資料到模塊MPU從模塊讀出資料串行連接時(shí)序圖串行數(shù)據(jù)傳送共分三個(gè)字節(jié)完成：第一字節(jié)：串口控制—格式 11111ABC A為數(shù)據(jù)傳送方向控制：H表示數(shù)據(jù)從LCD到MCU，L表示數(shù)據(jù)從MCU到LCD B為數(shù)據(jù)類型選擇：H表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，L表示數(shù)據(jù)是控制指令 C固定為0第二字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的高4位—格式 DDDD0000第三字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的低4位—格式 0000DDDD串行接口時(shí)序參數(shù)：(測(cè)試條件：T=25℃ VDD=) AVR單片機(jī)硬件連接圖：4 軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖采樣及處理NO采樣定時(shí)器賦值采樣定時(shí)器為0？YES系統(tǒng)初始化開始 采樣及處理程序流程圖開始傳感器時(shí)鐘設(shè)置傳感器校正完成？X軸3次采樣？將步數(shù)，距離等數(shù)據(jù)發(fā)送到基站步數(shù)檢測(cè)狀態(tài)切換校正傳感器進(jìn)行simpsons計(jì)算5 實(shí)驗(yàn)總結(jié)： 通過本次實(shí)驗(yàn)，讓我了解到AVR單片機(jī)的優(yōu)良特性，采用精簡(jiǎn)指令集，使他的處理能力較快，相對(duì)于馮洛伊曼體系結(jié)構(gòu)有明顯的優(yōu)勢(shì)，且AVR單片機(jī)的拉電流能力和灌電流能力也較強(qiáng)，直接可以驅(qū)動(dòng)led燈，同時(shí)我也對(duì)加速度傳感器，以及無線收發(fā)芯片如何工作有了進(jìn)一步的了解，使我對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解更加深刻，動(dòng)手能力也得到了提升，也學(xué)到到了許多知識(shí)，讓我受益匪淺，體驗(yàn)到了實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和知識(shí)的連貫性，只有了解更多的知識(shí)，才能設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，且通過自己親手制作，才能解決所遇到的問題，還有軟件的學(xué)習(xí)也是至關(guān)重要的，像AVR STUDIO 、PROTELL、軟件的學(xué)習(xí)運(yùn)用有了更好的認(rèn)識(shí)，總之，本次試驗(yàn)我對(duì)專業(yè)知識(shí)有了更好的認(rèn)識(shí)，提升了我對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。參考文獻(xiàn)【1】張軍 宋濤 《AVR單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)精粹》 電子工業(yè)出版社 2007 125~200崔武子 孫力紅 《c語言程序設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社 200715~173李法春 《c51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與技能訓(xùn)練》 電子工業(yè)出版社 2011 141~289付玉明 《電路分析基礎(chǔ)》中國(guó)水利水電出版社 2001 全部 徐益民 范紅剛 蘇武鳳 《零基礎(chǔ)學(xué)AVR單片機(jī)基于ATMEGA1匯編、C語言》機(jī)械工業(yè)出版社 2011 133~157第 36 頁
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