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基于单片机的便携式多功能计步器
作者：李佳伟吕东来源：《科学导报学术》2020年第16期
摘要：当前由于人们对健步的喜爱，急需一种既可以精确计步又可以在服健身服时被携戴在身的装置，一种基于单片机的便携式多功能计步器便由此而生。本电子手表既可以实现精准计步又可以显示时间、日期和温度，辅助以“千伐报步”、温度预警和闹钟等功能。
关键词：单片机计步器可穿戴手表步数检测计步流程1引言当今的人们正日益地重视自己的身体健康，比起以前的食不果腹和风餐露宿，现在的人们反而多了几分食不厌精与关心天气温度的喜好，因此人们正日益地注重对身体的呵护和体魄的锻造。然而，散步是为了放松，跑步是为了释放学发现适当的健步能促进人的身心健康，转移人的注意力，缓解人的焦虑情绪和压力，对焦虑症、肥胖症和体弱症的治疗有相当好的辅助效果，是一种较好的健身方式。为了让人们在健步时体验到安静、轻巧和精准计步的效果，设计一款计步器很有必要。
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2方案总述
本手表以市场上常见的学生手表为设计原模，并在此基础上用计步功能代替其原本的计时功能，同时加入了温度显示功能、“千伐报步”功能、温度预警功能以及总步数存取功能。它通过加速度传感器对人体运动中的加速度信号进行采集，经过单片机的分析处理和判断，整理出当前的步数，并根据人的需要对当前的步数进行存储。
为实现以上要求，本产品的整个系统由152单片机、加速度传感器ADXL345、温度传感器DS18B20、四个独立按键、显示器LCD1602、单片机内部ROM、蜂鸣器和时钟芯片DS1302组成。
3步数检测原理
当人完成一次健步过程时，其身体三个方向上的加速度的变化将呈现出一定的周期性，特别4是前向（X轴）和纵向（Z轴）的加速度的变化与步行周期中的各时期的变化有着确切的联系，其三个方向上的加速度波形如图1所示。若将人步行一步定义为一个周期，在步行的时候，由于人四肢的活动最为显著，因此此时人的手臂必会产生一个对应的加速度，这时，若将采集到的加速度信号还原成连续的波形信号，则会发现：人体在步行时所产生的加速度信号起伏颠簸且近似呈正弦波变化。因此，若能精准地统计出这些周期数，便可实现计步功能24。经研究鉴定出：这些周期的时长皆在02s～2s24之间，其半个周期时长俱在01s～1s之间。
为了满足精准计步的要求，本设计首先将通过加速度传感器采集到的前向加速度信号和采集到后并经r