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计步器的工作原理和电路

资料介绍
电路设计方案



随着社会的发展,人们越来越注重自己的健康,跑步成为一种方便而又有效的锻炼方式。
但是如何知道自己跑了多少步,多远的路程?计步器可以帮助人们实时掌握锻炼情况。它
的主要功能是检测步数,通过步数和步幅可计算行走的路程。步幅信息可通过行走固定的
距离如20m来计算或是直接输入,高级的计步器还可以计算人体消耗的热量。但这些计算
的主要依据是步数的检测。下面介绍一种加速度传感器ADXL202在步数检测中的应用。


计步器原理

要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解。行走时,脚、腿、腰部,手臂都在运
动,它们的运动都会产生相应的加速度,并且会在某点有一个峰值。从脚的加速度来检测
步数是最准确的,但是考虑到携带的方便,我们选择利用腰部的运动来检测步数。如图1所
示,行走时腰部有上下的垂直运动,每步开始时会有一个比较大的加速度,利用对加速度的
峰值检测可以得到行走的步数。
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图2是将计步器佩戴在腰间采集到的垂直加速度曲线图,从图上可以清楚地看出有四个峰
值,代表行走了四步,说明利用腰部的垂直加速度来检测步数是可行的。
根据资料显示,人行走的垂直加速度在±1g之间(1g为9.8m/s即重力加速度),考虑到还有重
力加速度的影响,可选择测量范围在±2g之间的加速度传感器ADXL202来实现计步器。ADX
L202是美国AD公司的一种低功耗、二维加速度传感器,输出如图3所示占空比(T1/T2)与加
速度成一定比例的数字信号,因此信号可以直接用单片机的计数器来测量,无需AD转换电
路或是其它特殊电路。
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硬件设计

计步器的整机原理框图如图4所示,ADXL202采集加速度信息并将数据送到单片机进行处理
;单片机控制整个系统的工作并从数据中检测出步数送到LCD进行显示;外部控制按键进行
开关机控制以及功能选择等。
本文不对电源转换、LCD显示等电路做详……
计步器的工作原理和电路
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评论

yangzhil· 2012-04-29 10:59:28
不错,有学习价值