基于51单片机的计步器原理图PCB

本设计采用STC89C52单片机为核心,利用加速度传感器ADXL345实现计步功能,并通过LCD1602显示步数、距离及卡路里消耗等数据。支持数据保存及查询。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

功能介绍:
0.本系统采用STC89C52作为单片机
1.采用LCD1602来实时显示计步器的数据
2.预留有串口可以自己开发蓝牙功能
3.设计EEPROM可以保存计步的相关数据,断电后下次上电依然可以查询
4.采用DC002作为电源接口可直接输入5V给整个系统供电
5.计步的传感器采用的是加速度传感器ADXL345

原理图:
在这里插入图片描述

PCB:
在这里插入图片描述

主程序:

#include "main.h"

enum _MODE_DF_ dispMode;
unsigned char setIndex = 0;

char dis0[16];		 //数组
bit readAdx = 0;	 //定时读取adxl345
bit refreshFlag = 0; //定时更新屏幕

unsigned int stepCnt = 0;	  //累计步数
float distance = 0;			  //累计距离
float calorie = 0;			  //累计卡路里
unsigned char statusFlag = 0; //状态

unsigned char isNewFlag = 0; //数据记录
unsigned char saveCnt = 0;	 //数据记录

void main(void)
{
	Init_Timer0(); //定时器0初始化

	LCD_Init();	 //初始化液晶
	DelayMs(20); //延时有助于稳定
	LCD_Clear();
	EEPROM_Init();

	isNewFlag = EEPROM_ReadByte(IS_NEW_ADDR); //读取芯片标志

	if (isNewFlag != 0) //如果是新机
	{
		isNewFlag = 0;
		EEPROM_WriteByte(IS_NEW_ADDR, isNewFlag); //将不是新芯片标志写入EEPROM
		EmptyData();
	}
	else
	{
		saveCnt = EEPROM_ReadByte(SAVECNT_ADDR); //读取存储数量
	}

	Init_ADXL345();						   //清屏
	if (Single_Read_ADXL345(0X00) == 0xe5) //读出的数据为0XE5,表示正确
	{
		DelayMs(5);
	}
	else
	{
		DelayMs(3);
	}

	while (1) //主循环
	{

		if (readAdx) //定时读取adxl345数据
		{
			readAdx = 0;
			StepCheck(); //检测步数
		}

		if (refreshFlag)
		{
			refreshFlag = 0;
			if (dispMode == NORMAL)
			{
				DispNormal();
			}
		}

		KeyScan();
	}
}

//步数检测
void StepCheck(void)
{
	static unsigned char ErrorNum = 0; //变量定义
	static unsigned char NormalNum = 0;

	static unsigned char CheckNum = 0; //变量定义
	static unsigned char standNum = 0;
	static unsigned char sidewaysNum = 0;
	static unsigned int remStep = 0;

	ReadData_x();
	CheckNum++;								   //检测次数
	if ((temp_X < 650) || (abs(temp_Y) > 400)) //查看正常次数
	{
		LED_STATUS = 0; //呼吸灯
		ErrorNum++;		//记录次数
		standNum++;		//竖直状态++
	}
	else
	{
		NormalNum++;
		sidewaysNum++;
		LED_STATUS = 1;
	} //呼吸灯//侧着状态++

	if ((NormalNum != 0) && (ErrorNum != 0)) //			从角度判断走了一步
	{
		ErrorNum = 0;
		NormalNum = 0;
		stepCnt++;
		distance = (float)(stepCnt / 2) * 0.45; //计算距离
		calorie = distance * 70 * 0.832;		//卡路里计算 走路 距离*体重*系数
	}

	if (CheckNum >= 20)
	{

		if ((sidewaysNum != 0) && (standNum == 0))
		{
			statusFlag = 0; //站着状态
		}
		else if ((sidewaysNum == 0) && (standNum != 0))
		{
			statusFlag = 1; //躺着状态
		}
		else if ((sidewaysNum != 0) && (standNum != 0))
		{
			if ((stepCnt - remStep) >= 6) //跑着 一个周期大于3步
			{
				statusFlag = 2;
			} //跑着状态
			else
			{
				statusFlag = 3;
			}				   //走着状态
			remStep = stepCnt; //记录上次步数
		}
		CheckNum = 0;
		sidewaysNum = 0; //清空计数
		standNum = 0;
	}
}

//正常显示
void DispNormal(void)
{
	sprintf(dis0, "S:%04d D:%6.1fm ", stepCnt / 2, distance); //打印
	LCD_Write_String(0, 0, dis0);							  //显示
	sprintf(dis0, "%7.2fcal ", calorie);					  //打印
	LCD_Write_String(0, 1, dis0);							  //显示

	if (statusFlag == 0) //站着状态
	{
		LCD_Write_String(11, 1, "Stand");
	}
	else if (statusFlag == 1) ////躺着状态
	{
		LCD_Write_String(11, 1, "Lie  ");
	}
	else if (statusFlag == 2) //跑着状态
	{
		LCD_Write_String(11, 1, "Run  ");
	}
	else if (statusFlag == 3) //走着状态
	{
		LCD_Write_String(11, 1, "Walk ");
	}
}

//显示选择界面
void DispSelect(unsigned char setIndex)
{
	LCD_Write_String(1, 0, "1.Search");	   //选项1查询
	LCD_Write_String(1, 1, "2.Empty All"); //选项2删除所有

	if (setIndex == 1)
	{
		DispOneChar(0, 0, '>');
		DispOneChar(0, 1, ' ');
	}
	else if (setIndex == 2)
	{
		DispOneChar(0, 0, ' ');
		DispOneChar(0, 1, '>');
	}
}


//显示读取步数
void DispReadStep(unsigned char i)
{
	unsigned int readStep = 0;

	readStep = ReadData(i);
	sprintf(dis0, "Data %02d S:%04d", (int)i, readStep); //打印
	LCD_Write_String(0, 0, dis0);						 //显示
}

//存储数据
void SaveData(void)
{
	if (saveCnt >= MAXCNT) //最大存储数量
	{
		LCD_Clear();
		LCD_Write_String(0, 0, " Storage Full!  "); //显示存储空间已满
		DelayMs(200);
		DelayMs(200);
		DelayMs(200);
		DelayMs(200);
	}
	else
	{
		EEPROM_WriteByte(START_ADDR + 2*saveCnt, (((stepCnt/2) & 0xFF00) >> 8));
		DelayMs(1);
		EEPROM_WriteByte(START_ADDR + 2*saveCnt + 1, ((stepCnt/2) & 0x00FF));
		DelayMs(1);
		saveCnt++;
		EEPROM_WriteByte(SAVECNT_ADDR, saveCnt); //将存储数据总数写入EEPROM
		DelayMs(1);
	}
}

//读取数据
unsigned int ReadData(unsigned char i)
{
	unsigned int readStep = 0;
	readStep = EEPROM_ReadByte(START_ADDR + 2*i);
	DelayMs(1);
	readStep = EEPROM_ReadByte(START_ADDR + 2*i + 1) | (readStep << 8);
	DelayMs(1);
	return readStep;
}

//清空数据
void EmptyData(void)
{
	unsigned char i;

	saveCnt = 0;
	stepCnt = 0;
	EEPROM_WriteByte(SAVECNT_ADDR, saveCnt); //将存储数据总数写入EEPROM
	DelayMs(1);
	for (i = 0; i < MAXCNT; i++)
	{
		EEPROM_WriteByte(START_ADDR + 2*i, (((stepCnt/2) & 0xFF00) >> 8));
		DelayMs(1);
		EEPROM_WriteByte(START_ADDR + 2*i + 1, ((stepCnt/2) & 0x00FF));
		DelayMs(1);
	}
}


//按键扫描
void KeyScan()
{
	static char cnt = 0;

	if (!KEY_SEARCH) //查询键按下
	{
		DelayMs(5);
		if (!KEY_SEARCH)
		{
			if (dispMode == NORMAL)
			{
				LCD_Clear();
				dispMode = SELECT;
				setIndex = 1;
			}
			else if (dispMode == SELECT)
			{

				LCD_Clear();
				dispMode = NORMAL;
				setIndex = 0;
			}
			switch (dispMode)
			{
			case SELECT:
				DispSelect(setIndex);
				break;
			}
		}
		while (!KEY_SEARCH)
			;
	}

	if (!KEY_ENTER) //确认键按下
	{
		DelayMs(5);
		if (!KEY_ENTER)
		{
			if (dispMode == SELECT)
			{
				if (setIndex == 1)
				{
					LCD_Clear();
					dispMode = SEARCH;
					cnt = 0;
				}
				else if (setIndex == 2)
				{
					LCD_Clear();
					LCD_Write_String(0, 0, "   Empty All!   ");
					EmptyData();
					DelayMs(200);
					DelayMs(200);
					DelayMs(200);
					DelayMs(200);
					LCD_Clear();
					dispMode = NORMAL;
				}
			}
			else if (dispMode == SEARCH)
			{
				LCD_Clear();
				dispMode = NORMAL;
			}
			switch (dispMode)
			{
			case SELECT:
				DispSelect(setIndex);
				break;
			case SEARCH:
				DispReadStep(cnt);
				break;
			}
		}
		while (!KEY_ENTER)
			;
	}

	if (!KEY_UP) //上键按下
	{
		DelayMs(5);
		if (!KEY_UP)
		{
			if (dispMode == NORMAL)
			{
				LCD_Clear();
				sprintf(dis0, "Save %2d Success!", (int)(saveCnt));
				LCD_Write_String(0, 0, dis0);
				SaveData();	 //存储数据
				DelayMs(200);
				DelayMs(200);
				DelayMs(200);
				DelayMs(200);
				stepCnt = 0; //归零本次数据
				distance = 0;
				calorie = 0;
			}
			else if (dispMode == SELECT)
			{
				setIndex++;
				if (setIndex > 3)
				{
					setIndex = 1;
				}
			}
			else if (dispMode == SEARCH)
			{
				cnt++;
				if (cnt >= MAXCNT)
				{
					cnt = 0;
				}
			}
			switch (dispMode)
			{
			case SELECT:
				DispSelect(setIndex);
				break;
			case SEARCH:
				DispReadStep(cnt);
				break;
			}
		}
		while (!KEY_UP)
			;
	}

	if (!KEY_DOWN) //下键按下
	{
		DelayMs(5);
		if (!KEY_DOWN)
		{
			if (dispMode == NORMAL)
			{
				stepCnt = 0; //归零本次数据
				distance = 0;
				calorie = 0;
			}
			else if (dispMode == SELECT)
			{
				setIndex--;
				if (setIndex < 1)
				{
					setIndex = 2;
				}
			}
			else if (dispMode == SEARCH)
			{
				cnt--;
				if (cnt < 0)
				{
					cnt = MAXCNT - 1;
				}
			}
			switch (dispMode)
			{
			case SELECT:
				DispSelect(setIndex);
				break;
			case SEARCH:
				DispReadStep(cnt);
				break;
			}
		}
		while (!KEY_DOWN)
			;
	}
}

//定时器0初始化
void Init_Timer0(void)
{
	TMOD &= 0xF0;
	TMOD |= 0x01;				 //使用模式1,16位定时器,使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响
	TH0 = (65536 - 18432) / 256; //重新赋值 20ms
	TL0 = (65536 - 18432) % 256;
	EA = 1;	 //总中断打开
	ET0 = 1; //定时器中断打开
	TR0 = 1; //定时器开关打开
}

//定时器0中断
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
	static unsigned int time_20ms = 0; //定时器计数;

	TH0 = (65536 - 18432) / 256; //重新赋值 20ms
	TL0 = (65536 - 18432) % 256;

	time_20ms++;

	if (time_20ms >= 200)
	{
		time_20ms = 0;
	}

	if (time_20ms % 10 == 0)
	{
		refreshFlag = 1;
	}

	if (time_20ms % 5 == 0)
	{
		readAdx = 1;
	}
}

实物演示视频:
https://www.bilibili.com/video/BV1SZ4y1t7D4/

基于STC89C52单片机数检测计步器无线蓝牙APP上传设毕业设论文+软硬件设源码: 第二章 方案的设与论证 2.1控制方案的确定 本设由STC89C52单片机最小系统+ADXL345加速度传感器电路+蓝牙模块电路+LED灯电路+电源电路组成。 2.2控制方式的选择 2.2.1 单片机芯片的选择 方案一 采用可编程逻辑器件CPLD作为控制器,CPLD可以实现各种复杂的功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能,对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑,最终放弃了此方案。 方案二 采用ST公司的STC89C52单片机作为主控制器,STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。该单片机功耗低、接口丰富,成本低廉,完全能满足本设要求。 方案三 采用单片机芯片控制MSP430单片机是美国德州仪器(TI)推出的一种16位超低功 耗的混合信号处理器(Mixed Signal Processor),主要是针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”混合信号处理的解决方案。MSP430F149是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机,具有可靠性高、功耗低、扩展灵活、体积小、价格低和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域,有效地提高了控制质量与经济效益,已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。然而其成本太高,故舍弃。 故选择方案二。 2.2.2倾角传感器的选择 方案一 采用陀螺仪来检测老人的位置信息,陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置,该模块精度高,稳定性强,但控制复杂。 方案二: 采用基于ADI公司的倾角传感器ADXL345模块来检测老人的位置信息,adxl345功能很强大,内置很多寄存器,而且成本低,易于控制。 故选择方案二。 2.2.3无线遥控模块的选择 方案一 采用红外遥控模块系统进行无线控制,红外载波频率:38KHz,其理论遥控范围为8-10米,遥控范围内,电路简单,成本极低。 中间有无障碍物等因素会影响到遥控距离,实际遥控距离可能更短,丧失了遥测的有用性。 方案二 使用WIFI模块进行本系统数据的无线传输。Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。Wi-Fi主要是用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆的。这类应用有时也称作无线局域网(WLAN)。其覆盖性强,传输距离远。 但是其安全性不高,很容易被黑客窜改数据。 方案三 使用蓝牙模块进行本系统数据的无线传输。蓝牙可以替代很多应用场景中的便携式设备的线缆,在能够应用于一些固定场所,如智能家庭能源管理(如恒温器)等。其数据传输为10米,完全满足本设要求,而且其数据传输的安全性非常高。 故选择方案三。 10、系统硬件框图(针对本设,1对1,直接用) 11、程序流程图(针对本设,1对1,直接用) 12、器件清单(针对本设,1对1,直接用) 13、所用到的芯片、电路模块资料(针对本设,1对1,直接用) 14、元器件焊接方法及注意事项 15、疑难问题解答 16、答辩技巧 17、C语言学习视频教程 18、该设单片机学习视频教程(多套经典教程) 19、程序下载串口软件STC_ISP安装包 1、使用前必读(怎样查看资料以及下载程序等等,一目了然) 20、程序下载串口软件STC_ISP使用视频教程 21、程序编写软件Keil安装包 22、程序编写软件Keil使用教程及安装看程序视频教程 23、原理图绘制软件Altium Designer 15 24、原理图查看多种格式软件安装查看视频教程 2、源程序(C语言含详细备注) 3、原理图(源文件+PDF版+照片版) 4、PCB51蓝牙计步器.apk 5、实物图(高清) 6、演示视频(电路讲解,模块说明,设工作流程,现象演示) 7、任务书 8、开题报告(1对1,可直接使用) 9、本设论文(本设论文,完全符合,内容丰富,1万字以上)
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