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摘 要

本次毕设设计了一款基于单片机的运动监测系统。本系统采用STM32F103C8T6单片机作为主控芯片，其它硬件结构由ADXL345倾角加速度传感器、心率传感器、温度传感器和LCD1602液晶显示电路组成。系统工作时通过倾角加速度传感器ADXL345检测人的状态，计算出运动步数和距离，通过心率传感器实时检测心率，通过温度传感器检测温度，LCD1602液晶显示信息。经过调试，系统能较准确地计步，检测实时心率以及环境温度，并且检测到的数据可以及时更新于显示屏上。

关键词：手环；心率；计步；温度

ABSTRACT

This graduation project designs a motion monitoring system based on single-chip computer. The system uses STM32F103C8T6 as the main control chip, and other hardware structures are composed of ADXL345 inclination acceleration sensor, heart rate sensor, temperature sensor and LCD1602 LCD display circuit. When the system works, the human state is detected by ADXL345 inclination acceleration sensor, and the moving steps and distances are calculated. The heart rate is measured by heart rate sensor in real time. The temperature is measured by temperature sensor, and the LCD1602 liquid crystal displays the information. After debugging, the system can measure step accurately, detect real-time heart rate and ambient temperature, and the detected data can be updated on the display screen in time.

Keywords：Hand Ring; Heart Rate; Stepping; Temperature

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 本论文主要任务 2

1.3 论文结构安排 2

第二章 运动监测系统简介 3

2.1 倾角加速度传感器简介 3

2.2 脉搏心率传感器简介 4

第三章 运动监测系统的设计 6

3.1 系统总体方案的设计 6

3.2 系统器件的选择 6

3.2.1 MCU的选择 6

3.2.2 倾角传感器的选择 7

3.2.3 显示单元元件的选择 7

3.2.4 心率监测模块的选择 7

第四章 运动监测器的硬件系统实现 8

4.1 ADXL345倾角传感器模块电路设计 8

4.2 心率传感器模块电路设计 10

4.3 DS18B20温度传感器模块电路设计 13

4.4 单片机电路设计 15

4.4.1单片机振荡器及基本介绍 15

4.4.2复位电路 16

4.4.3 单片机接口 16

4.4.4 电源电路 17

4.5 LCD1602液晶显示模块电路设计 17

第五章 软件设计 20

第六章 系统调试 21

6.1 硬件调试 21

第七章 论文总结 23

7.1 论文小结 23

7.2 下一步工作 23

参考文献 25

附录A 系统硬件原理图 26

致谢 27

第一章 绪论

• 1. 引言

社会现代化发展到今天，人类不仅仅局限于追求物质生活，而开始在乎自己的身体，通过徒步跑步等运动方式改善生活已然成为一种潮流。因此，我们运用一些电子产品来辅助记录运动数据，用以计算步数、距离及消耗能量的简易仪器——计步器便得以登场。它可以帮助人们分析运动数据，让运动方案的制定变得更加方便和科学，因此十分符合市场需求。

利用计步器了解自己日常锻炼的进度，对人们自我挑战有着积极的作用，激励着人们增强体质，颇受欢迎。最初的步骤是通过机械式分段开关检测和记录的。这些装置可以听到里面有个铁质球体在振动时左移右移，或者一个悬锤砰砰地敲击内壁。在现代的测步仪中，电子测步仪已接替机械式使用，在人体移动的过程中，重心跟着移动。视波动情况而定，当平衡损坏时，某一通电感应点能出现接通亦或者断裂作用，让振动传感器进行感应，电子统筹器负责记录他们，关于卡路里的消耗和轨道统计，则通过一个算法实现。测步仪经常使用加速度计来检测外部的振动，有个带磁性的小方块被嵌入在一根空心的封闭塑料中，塑料外被线圈卷住环绕起来。当移动时，惯性能使磁铁转动，在管道之间反向移动，就会切断管道之间的磁感线，产生电磁感应现象，线圈能导电。在人的运动过程中，向上和向下加速的过程可以近似于比较规则的sin函数图像，然后线圈产生的电流也是接近于sin的，最终步行路程是可以由步数估算的。

心率是一个专业术语，它描述了心脏或脉搏的周期，也就是心脏每分钟搏动的次数，是反映心脏功能强弱重要标志，也即评定运动强度的生理指标。心率检测器是一种测量脉搏频率的工具，经常用于医疗保健设施。随着人类生活节奏加快，现代电子技术的发展与人们对健康水平的欲求密切相关，脉搏探测往往在临床诊断和竞技体育训练中能起到决策性作用。在未来的各大电子技术应用领域中，单片机快速心率计将有着更广阔的市场前景，会逐步朝着高精度、轻型化、一体化、可视化、可控化等方向发展，会更加符合民用的条件，更加适合各个年龄和层次的使用需求。

1.2 本论文主要任务

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