智能電子計步器娟

本科生畢業(yè)論文設(shè)計題目_智能電子計步器_學(xué)生姓名_學(xué)生學(xué)號_指導(dǎo)教師_二級院系_信息與計算機學(xué)院_專業(yè)班級_完成時間_2011年4月20日_本科生畢業(yè)論文論文題目智能電子計步器學(xué)生姓名_學(xué)生學(xué)號指導(dǎo)教師二級院系_信息與計算機學(xué)院_專業(yè)班級完成時間_2011年4月20日_目錄聲明II摘要IIIABSTRACTIV第1章概述111課題背景112課題意義1第2章系統(tǒng)分析與方案比較321系統(tǒng)的功能分析322系統(tǒng)總體設(shè)計思路323方案論證與比較4231輸入模塊4232顯示模塊5第3章硬件設(shè)計及介紹631微處理器模塊6311外形和電路圖符號6312功能特點和組成632傳感模塊833顯示模塊8331數(shù)碼管類別9332數(shù)碼管引腳排列1034元件清單及開發(fā)環(huán)境10341元件清單10342設(shè)計開發(fā)環(huán)境1135硬件電路圖設(shè)計及PCB印刷板11351硬件總電路圖11352關(guān)鍵部分電路圖12353PCB圖14第4章軟件設(shè)計及調(diào)試1641總設(shè)計思路1642計步主程序設(shè)計1643調(diào)試檢查2144硬件使用說明21第5章總結(jié)23參考文獻24致謝24學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明本人所呈交的學(xué)位論文，系我個人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行研究工作所取得的成果。除文中已特別加以標注和致謝的地方外，不包含其它個人或機構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本研究做出貢獻的其它個人和集體，均已在文中明確說明和致謝。本人充分意識到本聲明的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名日期年月日學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留和向有關(guān)部門或機構(gòu)送交本論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢詫⒈緦W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫，可以采用影印、縮印或其它復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密論文在解密后適用本聲明。論文作者簽名論文導(dǎo)師簽名日期年月日摘要隨著經(jīng)濟不斷增長，在快節(jié)奏、高效率的現(xiàn)代社會中，人們深知身體健康很重要。在不良飲食習(xí)慣與工作壓力下，不少人處于亞健康狀態(tài)。事實證明堅持步行，就能達到鍛煉的目的。計步器的出現(xiàn)滿足了這類人的需求。計步器的主要功能是檢測步數(shù),通過步數(shù)和步幅可計算行走的路程，高級的計步器還可以計算人體消耗的熱量。但這些計算的主要依據(jù)是步數(shù)的檢測。本次智能電子計步器設(shè)計主要的功能是通過傳感器的感應(yīng)使計步器計步數(shù)，擴展功能是計時和計算頻率，也就是計走過步數(shù)所用的時間從而算出每分鐘走多少步數(shù)。設(shè)計由震蕩傳感器和計數(shù)器兩部分組成。計數(shù)部分采用單片機ET44M210開發(fā)調(diào)試并編入程序。傳感部分使用自己制作的彈珠震蕩模塊來實現(xiàn)，既經(jīng)濟又實用。并且考慮到手工制作的會比較粗糙，可能在震蕩過程中多計或少計步數(shù)，使計步不精確。為了解決這個問題特別加入防抖動的部分，使其檢測更精準。論文主要介紹了本課題的開發(fā)背景，所要完成的功能和開發(fā)的過程。重點說明了系統(tǒng)的設(shè)計思路和詳細設(shè)計過程。關(guān)鍵詞震蕩傳感器ET44M210單片機計步器ABSTRACTWITHTHEECONOMYGROWINGINAFASTPACED,HIGHEFFICIENCY,THEMODERNSOCIETY,PEOPLEKNOWTHATHEALTHISVERYIMPORTANTINUNHEALTHYEATINGHABITSANDWORKINGPRESSURE,MANYPEOPLEOFSUBHEALTHSTATEINTHEFACTSWALKCANACHIEVETHEPURPOSEOFTHEEXERCISEPEDOMETERSATISFIEDTHEDEMANDFORTHISKINDOFPERSONTHEMAINFUNCTIONISTOTESTPEDOMETERQUANTITYTHROUGHTHESTEPSANDSTRIDECANCALCULATETHEDISTANCESENIORPEDOMETERCANCOMPUTETHEHUMANCONSUMPTIONQUANTITYOFHEATBUTTHESECALCULATIONSTEPSISTHEMAINBASISOFDETECTIONTHISINTELLIGENTELECTRONICPEDOMETERDESIGNMAINFUNCTIONISTHEINDUCTIONBYSENSORSTOPROJECTPEDOMETEREFFICIENCYFUNCTIONEXPANSIONPROJECTISTIMINGANDCALCULATIONFREQUENCYITISALSOPLANSTOSTEPTIMEUSEDPASTCALCULATEHOWMANYSTEPSPERMINUTEWALKDESIGNBYVIBRATIONSENSORANDCOUNTERCOUNTPARTADOPTSSINGLECHIPMICROCOMPUTERET44M210DEVELOPMENTOFCOMMISSIONINGANDPUTINTOPROCEDURESSENSINGPARTUSINGHOMEMADEMARBLESCONCUSSIONMODULETOREALIZEBYMYSELFITISECONOMICALANDPRACTICALCONSIDERINGTHEHANDMADEWILLCOARSERITMAYBEINSHOCKPROCESSMUCHPLANORLESSQUANTITY,ANDMAKEPLANPROJECTSTEPARENOTACCURATEINORDERTOSOLVETHISPROBLEMISESPECIALLYTOJOINTHEJITTERPARTANDMAKEITSDETECTIONMOREACCURATETHISPAPERMAINLYINTRODUCEDTHEDEVELOPMENTBACKGROUNDANDSUBJECTTOCOMPLETETHEFUNCTIONSANDDEVELOPMENTPROCESSKEYILLUSTRATESTHEDESIGNINGIDEAOFTHESYSTEMANDDETAILEDDESIGNPROCESSKEYWORDSSHOCKSENSOR,ET44M210MICROCONTROLLER,PEDOMETER第1章概述11課題背景隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，快節(jié)奏、高效率的現(xiàn)代社會中，健康的生活對我們而言越來越重要。當今生活的不良飲食習(xí)慣與工作壓力雙重考驗下，人們的亞健康趨于嚴重，而對于繁忙工作的人群來說，鍛煉只可以說是一種美好的向往。因此在交通工具已十分發(fā)達的今天，最容易被遺忘的健身方法是什么是步行。下定決心，最容易堅持終生的健身方法是什么也是步行。根據(jù)有關(guān)資料顯示步行對我們的身體健康起到了很大的作用1步行能增強心臟功能使血管彈，減少血管破裂的可能性。2步行能增強肌肉力量，強健腿足、筋骨，并能使關(guān)節(jié)靈活，促進人體血液循環(huán)和新陳代謝。3步行可以增強消化腺的分泌功能，促進胃腸有規(guī)律的蠕動，增加食欲，對于防治高血壓、糖尿病、肥胖癥、習(xí)慣性便秘等癥都有良好的作用。4在戶外新鮮空氣中步行，大腦思維活動變得清晰、靈活，可有效消除腦力疲勞，提高學(xué)習(xí)和工作效率。據(jù)有關(guān)專家測試，每周步行三次，每次一小時，連續(xù)堅持4個月者與不喜歡運動的人相比，前者反映敏銳，視覺與記憶力均占優(yōu)勢。5步行可以保護環(huán)境，消除廢氣污染，對強健身體，提高身體免疫力，減少疾病，延年益壽也有積極的推動作用。綜上所述為了我們的能擁有一個健康年輕的身體，也為了不增加城市交通負擔(dān)和環(huán)境污染，步行可以說是最明智的選擇。12課題意義俗話說“百練不如一走”，“步行是運動之王”?？茖W(xué)家最新研究結(jié)果提示，如果一個人可以步行400米，折算一下是500步左右。這就說明他的身體狀況至少能多活6年以上，而且走得越快，壽命就越長?？赡茉诤芏嗳搜劾锟磥?，步行與身體情況以及壽命沒有直接性的聯(lián)系，但根據(jù)多次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，老年人能否在短時間內(nèi)可以走完500步是一個重要的標志，并且間接關(guān)系著他們能不能抵御更大的疾病。美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院從事該研究的帶頭人艾恩紐曼教授指出，那些無法走完500步的老年人，在將來的生活中，要比能走完500步的人更加具有面對嚴重疾病或死亡的危險。紐曼及其科研小組對2700位年齡介于7079歲的老年人進行了測試，讓他們完成步行任務(wù)，并且不帶任何比賽獎勵的性質(zhì)。所有參于測試者都事先經(jīng)過體檢，證明其身體健康，他們也都表示走這點路一點也不費勁。但最終只有86的人完成了比賽?？茖W(xué)家隨后對所有的參與者進行了6年的跟蹤研究。研究發(fā)現(xiàn)完成步行者與未完成者之間出現(xiàn)很大的不同。那些沒有走完全程的人，在后來患上重病或死亡的危險非常大。完成步行所用時間也相當重要。那些雖然完成步行，但處在最慢的25人群中的人，其死亡的危險程度明顯比快行者高出3倍。美國醫(yī)學(xué)專家推薦了一個用走路自測健康狀況的公式如果你能在10分鐘內(nèi)走完1000步，說明健康狀況良好；如果能在20分鐘內(nèi)走完2000步，說明健康狀況優(yōu)秀；而如果能在30分鐘內(nèi)走完3000步，那么你的身體狀況與一個青壯年小伙子一樣棒。正因為步行對健康起到如此重要的作用，而又需要比較合理的測出行走的步數(shù)，一個小巧方便的計步器是不可或缺的。它是一種健康電子產(chǎn)品，顧名思義就是在你走步的時候幫你計算一共走了多少步，是一個既經(jīng)濟又科學(xué)的小工具。計步器可以幫我們完成每天走步計數(shù)目標。總的來說，計步器的開發(fā)研制對健康生活極其關(guān)鍵。它不僅僅是一個計數(shù)的機器，更是一個督促運動，與健康密切聯(lián)系的必需品。第2章系統(tǒng)分析與方案比較21系統(tǒng)的功能分析1基本功能根據(jù)所學(xué)的知識，設(shè)計一個計步器，要求自行設(shè)計供電電源，該計步器能夠?qū)崿F(xiàn)計步功能。即加1計數(shù)器步數(shù)最大值為99999。2擴展功能（1）記錄本次健身時間時間單位為分鐘。（2）能夠計算和顯示平均速率每分鐘走的步數(shù)。22系統(tǒng)總體設(shè)計思路計步器由控制器模塊，輸入模塊，輸出模塊和電源模塊組成。對仿真器進行編程，使單片機作為主控制設(shè)備對采集到的傳感器信號進行處理，最后通過LED數(shù)碼管顯示輸出。系統(tǒng)組成框圖如圖21所示。圖21系統(tǒng)方案框圖23方案論證與比較根據(jù)總體設(shè)計思路分別對輸入模塊和顯示模塊做出分析和比較。231輸入模塊方案一采用獨立式按鍵作為輸入模塊，其特點是直接使用I/O口構(gòu)成單個按鍵電路，接口電路配置較為靈活，按鍵識別和軟件結(jié)構(gòu)簡單。但是當鍵數(shù)較多時，占用的I/O口較多，比較浪費資源，其原理圖如圖22所示圖22獨立的功能按鍵方案二采用矩陣式鍵盤作為輸入電路，其特點是當鍵數(shù)越多時越節(jié)約I/O口，比較節(jié)省資源，但缺點是電路和軟件結(jié)構(gòu)稍稍繁瑣。其原理圖如圖23所示圖2344矩陣式鍵盤電路圖綜上所述，本設(shè)計使用獨立式按鍵作為計步器的計數(shù)按鍵。原因是這個計步器按鍵較少，僅需3個按鍵。若采用鍵盤輸入為軟件設(shè)計增加負擔(dān)。并且考慮到本次設(shè)計中使用的I/O口不是很多，選擇方案一是明智之舉。232顯示模塊方案一用LCD顯示，需要使用專用的驅(qū)動控制芯片，如PIC16F873，其特點是軟件實現(xiàn)比較復(fù)雜，且價格較貴。方案二采用LED數(shù)碼管串行靜態(tài)顯示，雖然其顯示亮度高，但是如果顯示器位數(shù)較多，需要增加鎖存器，占用I/O口線較多，CPU的消耗大。并且電路連接較為繁瑣。方案三采用LED數(shù)碼管并行動態(tài)顯示，顯示亮度不及靜態(tài)顯示，但電路相對簡單，適合于顯示位數(shù)較多的設(shè)計。綜上所述，考慮到用到5位數(shù)字顯示，為了不增加電路的負重感，所以采用方案三使用2個三位一體并行動態(tài)數(shù)碼管。該數(shù)碼管具有程序編寫簡單，對外界環(huán)境要求低，易于維護的特點。其排列形狀如圖24所示。圖24數(shù)碼管排列形狀第3章硬件設(shè)計及介紹31微處理器模塊本設(shè)計規(guī)定使用ET44M210芯片，該芯片由臺灣義統(tǒng)電子股份有限公司（ETOMSELECTRONICSCORP）設(shè)計，是一款采用CMOS工藝制造，低價格高性能低功耗的8位SOC微控制器。311外形和電路圖符號圖31外形圖圖32電路圖符號312功能特點和組成ET44M210芯片采用RISC指令集架構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲器容量13KB，程序存儲器容量50PTB7/KWU71DVSS02PTA0/KWU83PTA1/KWU94PTA2/KWUA5PTA3/KWUB6/RST7DVDD08PTA49PTA510PTA611PTA7/PWM012AVSS013TUSB_CLK14UPRT_D15UPRT_D16DPRT2_D17DPRT2_D18DPRT3_D19DPRT3_D20DPRT4_D21DPRT4_D22DVDD223DPRT2_OVCUR_DET24DPRT3_OVCUR_DET25DPRT4_OVCUR_DET26DPRT2_PWR_EN27DPRT3_PWR_EN28DPRT2_PWR_EN29VUSB_33V30AVDD0_5V31REG_C32TEST_D033TEST_D134TEST_D235TEST_D336TEST_D437TEST_D538TEST_D639TEST_D740TEST_C041TEST_C142TEST_C243PTB0/KWU044PTB1/KWU145PTB2/KWU246PTB3/KWU347PTB4/KWU448PTB5/KWU549PTB6/KWU651AVDD152RF_ACT53TXRX54RFIO55AVSS156PTC0/SDI57PTC1/SDO58PTC2/SCK59PTC3/EINT060PTC4/EINT161PTC5/PWM162PLLC63DVSS164OSCO65OSCI66DVDD167/PRST68PGCLK69PGDATA70RCI71NC72NC73NC74NC75NC76DVSS377PTD0/ADC078AVSS279PTD1/ADC180PTD2/ADC281PTD3/ADC382PTD4/ADC483PTD5/ADC584PTD6/ADC685PTD7/ADC786VREF_ADC87PTE0/ADC888PTE1/ADC989PTE2/ADCA90PTE3/ADCB91PTE4/ADCC92PTE5/ADCD93PTE6/ADCE94PTE7/ADCF95AVDD296DVDD397PTF098PTF199PTF2100PTF3ET44M21016KB，堆棧層數(shù)16層，中斷源20個。主要功能特點有1具有42個I/O引腳，可設(shè)置上拉電阻和按鍵喚醒功能2具有一個8位定時/計數(shù)器TCC和16位長時定時器FRC3具有一個串行外圍接口SPI4具有2路16位的脈寬調(diào)制輸出PWM5具有一個10位16路模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC6具有一個24GMH無線射頻調(diào)制解調(diào)器WM7具有一個符合USB11通信協(xié)議的全速USB接口芯片的內(nèi)部組成如下圖33所示圖33微處理器內(nèi)部組成本次設(shè)計中所涉及到的微處理器部分是輸入輸出I/O接口，定時器/計數(shù)，中斷控制。（1）輸入輸出I/O接口芯片最多可以有42個I/O引腳PTA07，PTB07，PTC05，PTD07，PTE07，PTF03，通過有關(guān)寄存器的設(shè)置可以定義這些引腳為輸入或輸出。所有引腳都可以選擇內(nèi)部上拉電阻，部分引腳可以選擇集電極開路。此外，還可以選擇按鍵喚醒功能。（2）定時器/計數(shù)器DOWNSTREAMPORT3UPSTREAMPORTRFMODULEROM/RAMI/OPORTTIMER/CPWMADCSPIMCUUSBHUBEMBEDDEDPORTWMPLL芯片除了通常的帶預(yù)除器的8位的計數(shù)器外，還有一個16位的“長時計數(shù)器”，可以很方便地實現(xiàn)長時定時，具有定時器溢出中斷的功能。（3）中斷控制芯片所有功能模塊的響應(yīng)都是通過中斷工作方式來實現(xiàn)的。ET44M210將ROM存儲器的0X10到0XA8的區(qū)域作為20個中斷響應(yīng)入口。本設(shè)計是用FRC計時器0X0020自由計數(shù)器溢出中斷，自由計數(shù)器從FFFFH到0000H時可以發(fā)生中斷1232傳感模塊本次設(shè)計由于沒有現(xiàn)成的傳感器使用，并考慮到降低成本，合理利用身邊易獲得的材料自制一個震蕩模塊，其由一盒子和一個小鋼珠組成，用無導(dǎo)電性的有機玻璃制作成盒子狀，使用氯仿將一塊導(dǎo)電的銅片粘合固定于盒子底部，再將另一塊銅片粘在盒子的正前方玻璃壁上，并確保2塊銅片無連接。最后將能起到導(dǎo)電作用的小鋼珠放置其中，在前后搖動盒子的同時，將會使小鋼珠一前一后運動，使電路導(dǎo)通從而計步。最后在盒子的前后各連一根導(dǎo)線作為輸入端和接地端，讓震蕩信息轉(zhuǎn)化為開關(guān)信號達到傳感器的作用。為了方便使用和收納，增加了一個插座使得計步器在不使用時可以與傳感器分開保存，在需要使用時才連接的作用。本設(shè)計新穎，構(gòu)思巧妙，改變了現(xiàn)有擺錘與開關(guān)傳感器分離設(shè)計的思念，合理設(shè)計成一體化的震蕩模塊，通用于各種造型的殼體或者電路板結(jié)構(gòu)上，確保其計步精度不因電路板焊接差異而產(chǎn)生誤差，也可大大降低實際生產(chǎn)成本。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖34所示圖34自制傳感器示意圖33顯示模塊本次設(shè)計使用的是型號為SP420562K三位一體共陰數(shù)碼管。331數(shù)碼管類別按照數(shù)碼管上各發(fā)光二極管的電極的連接方式不同，可以將數(shù)碼管分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管兩種。共陰極數(shù)碼管是指把A、B、C、D、E、F、G這7個發(fā)光二極管的陰極連接到一起，形成公共陰極COM的數(shù)碼管。共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰極數(shù)碼管內(nèi)部連接如圖35所示。圖35共陰數(shù)碼管內(nèi)部連接圖共陽極數(shù)碼管是指把A、B、C、D、E、F、G這7個發(fā)光二極管的陽極連接到一起，成公共陽極COM的數(shù)碼管。共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到5V電源上，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陽數(shù)碼管內(nèi)部連接如圖36所示。圖36共陽數(shù)碼管內(nèi)部連接圖數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，用單片機驅(qū)動LED數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動態(tài)（掃描）顯示，按譯碼方式可分硬件譯碼和軟件譯碼之分。本設(shè)計根據(jù)上述比較后選擇了動態(tài)顯示驅(qū)動，動態(tài)顯示驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃”A,B,C,D,E,F,G,DP”的同名端連在一起。其占用CPU時間多，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，但能夠節(jié)省大量的I/O端口，硬件開銷小，而且功耗更低，可以降低成本和電源功耗。硬件譯碼就是顯示的段碼完全由硬件完成，CPU只要送出標準的BCD碼即可，硬件接線有一定標準。軟件譯碼是用軟件來完成硬件的功能，硬件簡單，接線靈活，顯示段碼完全由軟件來處理，是目前常用的顯示驅(qū)動方式。5332數(shù)碼管引腳排列而本次設(shè)計使用到的數(shù)碼管型號為SP420562K，其中引腳11，7，4，2，1，10，5，3連接輸入端；引腳12，9，8連接輸出端。排列順序以及引腳分布如圖37和圖38所示。圖37數(shù)碼管的排列圖38數(shù)碼管的引腳圖34元件清單及開發(fā)環(huán)境341元件清單開發(fā)電路板一塊ET44M210芯片一塊SP420561K三位LED數(shù)碼管2組160歐電阻8個，1千歐5個按鍵3個開關(guān)，切換模式，計數(shù)S9013NPN型三極管5個發(fā)光二級管1個指示燈導(dǎo)線若干342設(shè)計開發(fā)環(huán)境WINDOWSXP/2000VISUALSTUDIO2008PROTEL2004ET44M210仿真器軟件ETUSBWICE21235硬件電路圖設(shè)計及PCB印刷板351硬件總電路圖根據(jù)以上的分析和設(shè)計思路綜合設(shè)計并使用PROTEL2004軟件畫出總電路圖如圖39所示圖39總設(shè)計電路圖352關(guān)鍵部分電路圖其中，顯示部分使用I/O引腳是PTB07作為數(shù)碼管輸入的八個端口，設(shè)計時為避免電流過大而導(dǎo)致數(shù)碼管損壞又在其每個輸入口串聯(lián)一個電阻。電阻值根據(jù)電壓33伏除以數(shù)碼管電流20毫安計算得到約為160歐。PTD04作為輸出5個端口，分別輸出個位到萬位上的數(shù)字，并串聯(lián)S9013NPN型三極管放大電路。其中NPN型三極管的發(fā)射極連接數(shù)碼管的輸入端?；鶚O連接一個電阻值為1000歐的電阻，集電極接地。實驗過程中使用萬用表區(qū)別三極管的3個極。首先將萬用表打到1K檔，先用黑表筆接三極管的任意一個腳，再用紅表筆測其他兩個腳，直到找到紅表筆測的任意兩個腳都是數(shù)十K時，說明黑表筆所接的是三極管的基極，另兩個腳阻值大的是發(fā)射極，阻值小的是集電極。具體電路圖如圖310顯示部分所示圖310顯示部分本設(shè)計采用15V電池2節(jié)，外形小巧易攜帶。電路圖如下圖311所示圖311電池部分本設(shè)計的濾波部分由2個電容組成，一個10微法的電解電容，濾除低頻波；另一個01微法的瓷片電容，濾除高頻波。濾波電路圖如下圖312所示圖312濾波部分根據(jù)單片機要復(fù)位，本質(zhì)上是在其RESET腳上保持一定時間的高電平，檢測到這個電平保持時間大于它要求的時間就會自動復(fù)位的道理。本次復(fù)位電路設(shè)計是由一個按鍵一個較小電容和電阻組成。按鍵按下后電容相當于被短路放電、RST直接和VDD相連，就是高電平，此時進入“復(fù)位狀態(tài)”。松手后電源開始對電容器充電，此時，充電電流在電阻上，形成高電平送到RST，仍然是“復(fù)位狀態(tài)”,稍后，充電結(jié)束，電流降為0，電阻上的電壓也將為0，RST降為低電平，開始正常工作。電容和電阻的取值則根據(jù)RC電路響應(yīng)時間，上電對電容充電，充電的時間保證在復(fù)位高電平要求時間。一般10UF和10K就可以了，只要復(fù)位腳通過至少2個時間機器周期的高電平，單片機就復(fù)位。它們選取也是按照大于等于2個時間機器周期的時間常數(shù)計算出來的。電路圖如圖313所示圖313復(fù)位電路353PCB圖設(shè)計PCB的流程主要包括1準備原理圖和SPICENETLIST。2規(guī)劃電路板也就是采用板材的物理尺寸，和元件的封裝形式極其安裝位置，此步極為關(guān)鍵。3設(shè)置參數(shù)包括元件的布置參數(shù)和布線參數(shù)。4裝入SPICENETLIST及元件封裝完成電路板的自動布線。5布局元件由PROTEL2004自動完成。6自動布線和手工調(diào)整。7保存及輸出文件。其中特別需要注意的有兩點首先，要仔細考慮PCB尺寸的大小過大導(dǎo)致印制線條長，阻抗增加；過小則散熱不好。其次布線時要注意輸入/輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。本設(shè)計的PCB如下圖314所示圖314印制電路板第4章軟件設(shè)計及調(diào)試41總設(shè)計思路本設(shè)計采用C語言對單片機進行編程。為了使程序條理清晰，整個程序由計數(shù)，定時，計算頻率，數(shù)碼管顯示四部分組成。其中定時器用的是FRC計時器，當FRCE是1時開通計時器功能，0則關(guān)閉。FRCOF，狀態(tài)寄存器的計時器溢出標志。當FRC的值從FFFFH0000H時，F(xiàn)RC溢出中斷標志FRCOF置為1，程序轉(zhuǎn)入該中斷向量地址0X0020去執(zhí)行對應(yīng)的中斷子程序。顯示部分顯示的是5位計步數(shù)最大計數(shù)為99999，步數(shù)走過的時間（分鐘為單位）以及頻率（取整數(shù)）。以下詳細介紹了主程序的設(shè)計。242計步主程序設(shè)計主程序包括開始停止清零過程，頻率計算部分和計數(shù)部分。主要設(shè)計思路是按鍵1與PTC2管腳連接，只有在COUNT_OFF1模式下按鍵有效，功能是切換不同的顯示內(nèi)容，默認狀態(tài)是DIAPLAY_MODE0顯示當前步數(shù)；按下一次DIAPLAY_MODE1顯示時間格式為HHMM（小時分鐘）；再按下一次DIAPLAY_MODE2顯示當前時間內(nèi)的步頻，為步數(shù)比上時間。如果時間MIN8/LFRC160INTF0X00FRCC0PRIE0X01INTEGIEEINT1EFRCOEEINT0E/中斷設(shè)置FRCOE外部中斷0，1使能INTF0X00/請中斷標志EINTED0X00/下降沿觸發(fā)外部中斷COUNT_P0/初始化的時候步數(shù)為0COUNT_OFF2/初始化的時候停止計數(shù)計時DIAPLAY_MODE0/默認顯示走過的步數(shù)PTF0X01/開始紅色LED亮WHILE1IFCOUNT_OFF0/顯示當前計數(shù)值按下計數(shù)按鍵顯示增加1BUSHUTRANCOUNT_PELSEIFCOUNT_OFF1/如果處于停止計時計數(shù)狀態(tài)LED顯示/此時按下顯示模式切換的話可以在屏幕上顯示步數(shù)、走過時間XX小時XX分鐘/以及顯示走過的頻率默認顯示為走過的步數(shù)/PTC2為模式切換按鍵按下后切換顯示內(nèi)容只有停止計數(shù)后按下有效IFPTCWHILEPTC/按鍵延時去抖動DELAY_NMS50DIAPLAY_MODE/切換模式IFDIAPLAY_MODE2DIAPLAY_MODE0/43調(diào)試檢查在調(diào)試過程中，我所做的首先是查找電路中是否有焊接位置的錯誤，其次檢查是否有虛焊部分。在確保電路焊接無誤的情況下，連接USB下載程序，編譯無錯誤。為了檢查程序是否能是電路成功運行，我把傳感的部分先用按鍵代替。這樣做的目的是檢查除了傳感部分的其他部分能否正常運行。最后才連接自制的震蕩傳感器，在實驗過程中，確實也碰到了事先預(yù)想的問題，也就是震蕩一次多計數(shù)的問題，根據(jù)原先的設(shè)想的解決辦法加入防抖動程序或者加長延時時間和并聯(lián)一個較小電容。經(jīng)過實驗比較，三個方法中較易進行的是把延時時間變長，程序如下IFPTCWHILEPTC/按鍵延時去抖動經(jīng)過多次比較后，選擇了最合適的延時時間，使計數(shù)更精確。44硬件使用說明按鍵介紹如下本設(shè)計一共3個按鍵，按鍵1在電路板下方左邊起切換作用，按鍵2在中間起開關(guān)作用，按鍵3在右邊代替?zhèn)鞲衅鲿r使用起計數(shù)作用。操作過程是如下1初始狀態(tài)，屏幕顯示”。上電時，默認為COUNT_OFF2，DIAPLAY_MODE0狀態(tài)。此時按下按鍵2，計數(shù)開始，計時也開始。2按下按鍵3（代替?zhèn)鞲衅鲿r使用），按一次步數(shù)增加1，指示燈每秒閃一次。3若想停止計數(shù)，則再次按下按鍵2，此時屏幕顯示步數(shù)（默認DIAPLAY_MODE0），（如果再按按鍵3計數(shù)也不會增加）。這點的好處是在換上震蕩傳感器使用時，不會因為來不及拆下而導(dǎo)致繼續(xù)計步，使計數(shù)測量過程很切實際。4此時可以按下按鍵1，按下一次顯示時間，再按下顯示頻率，在按下又顯示步數(shù)，循環(huán)顯示。5計步完畢，需要清零，按下按鍵2，此時屏幕又重新顯示”，表示清零等待下一個計步數(shù)周期。第5章總結(jié)經(jīng)過近四個月的學(xué)習(xí)與努力，我的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)基本完成。在次過程中由于對仿真軟件不太熟悉，在使用ET_USBICE軟件設(shè)計過程中遇到過一些困難，在沙立仁導(dǎo)師的幫助下一一解決了，不僅學(xué)會了一些電路仿真設(shè)計能力,而且在解決這些問題的過程也是對自身專業(yè)素質(zhì)的一種提高。在制作硬件的過程中心得體會也是不少。在焊接過程中元件必須清潔和鍍錫，焊接前用小刀刮掉氧化膜，然后再進行焊接。焊接時應(yīng)使電烙鐵的溫度高于焊錫的溫度以烙鐵頭接觸松香剛剛冒煙為好。焊接點的上錫數(shù)量焊接點上的焊錫數(shù)量不能太少，太少了焊接不牢，機械強度也太差。而太多容易造成外觀一大堆而內(nèi)部未接通。焊錫應(yīng)該剛好將焊接點上的元件引腳全部浸沒，輪廓隱約可見為好。在調(diào)試過程中，首先檢查程序段的邏輯問題。程序段的延時等部分是否編寫合理，檢查無誤。進而檢查電路連接問題。必須檢查有無漏焊、虛焊以及由于焊錫流淌造成的元件短路。虛焊較難發(fā)現(xiàn)，可用鑷子夾住元件引腳輕輕拉動，如發(fā)現(xiàn)搖動應(yīng)立即補焊。解決了上述問題后再次進行檢測，最終完成了調(diào)試。通過搭建電路板學(xué)習(xí)到手工電烙鐵的焊接技術(shù)，能夠獨立的完成簡單電子產(chǎn)品的安裝與焊接、印制電路板圖的設(shè)計制作等。熟悉電子產(chǎn)品的安裝工藝的生產(chǎn)流程，了解電子產(chǎn)品的調(diào)試方法。其次，熟悉常用電子器件的類別、型號、規(guī)格、性能及其使用范圍，能查找資料，查閱有關(guān)的電子器件圖書等。最后，雖然還是不夠嫻熟，但基本能編寫一些簡單的程序。這些知識不僅在課堂上有效，在日常生活中更是有著現(xiàn)實意義，也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。在設(shè)計中，提高了自己解決問題的能力。通過本次設(shè)計培養(yǎng)了我理論聯(lián)系實際的能力，提高了我分析問題和解決問題的能力，增強了獨立工作的能力。由于本系統(tǒng)從開始的計劃到后來的具體實施的這段時間，無論在時間和細致程度來說都是有限的，所以程序真正投入使用還是會有些許不妥之處，希望各位老師能給予批評和指導(dǎo)。能在今后的不斷的學(xué)習(xí)和努力中，把程序做得更好，真正達到本設(shè)計的作用。最后，感謝導(dǎo)師沙立仁老師所給予的幫助。參考文獻1沙立仁ET44M210匯編語言講義2董勝源ET44系列USB單片機控制與實踐M北京北京航空工業(yè)大學(xué)出版社3梁森自動檢測技術(shù)及應(yīng)用M北京機械工業(yè)出版社4楊頌華，馮毛官，孫萬蓉，胡力山數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M西安西安電子科技大學(xué)出版社5李朝青單片機原理及接口技術(shù)M北京電子工業(yè)出版社，20046譚博學(xué),苗匯靜集成電路原理及應(yīng)用M北京電子工業(yè)出版社，200397白中英數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（第四版立體化教材）M北京科學(xué)出版社，20088崔武子，趙重敏，李青C程序設(shè)計教程M北京清華大學(xué)出版社，200769馬忠梅單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計M北京北京航天大學(xué)出版社,20031110李義府模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M國際科技大學(xué)出版社,200411HARPRITSINGHSANDHURUNINGSMALLMOTORSWITHPICMICRONTROLLERS,MCGRAWHILLPROFESSIONALJ200912BOSCHREXROTHAGREXROTHMTXTHENEWCNCSYSTEMSOLUTIONPERFECTCUTTINGANDFORMINGJ2006致謝在我的論文完成過程中，得到了很多人的幫助與支持。首先，最感謝的是我的導(dǎo)師沙立仁老師，感謝他對我學(xué)業(yè)的關(guān)心與指導(dǎo)，他以嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，給我提出了許多批評與建議，使我受益匪淺。在我完成畢業(yè)設(shè)計的過程中，他抽出很多時間和我討論系統(tǒng)的設(shè)計問題，使我的論文得以如期完成，在此致上最真摯的謝意。其次，感謝家人給予我學(xué)業(yè)上和生活上的支持與照顧。同時感謝給與我?guī)椭母魑焕蠋熗瑢W(xué)以及朋友們。附錄實物圖設(shè)計代碼及詳細注釋如下/頭文件INCLUDE“ET44M210CH“/DEFINEVALUE5536/宏定義預(yù)載值VALUE6553660000/65536HFRCLFRC1/6MHZ/21160/變量定義CONSTUNSIGNEDCHARLED12/09DP數(shù)碼數(shù)據(jù)0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0X80,0X40/0X80代表“0X40代表“UNSIGNEDCHARLED_DATA50,0,0,0,0/顯示模式下LED_DATA4LED_DATA3顯示小時數(shù)據(jù)LED2顯示“作為間隔/LED_DATA1LED_DATA0分鐘UNSIGNEDINTPINLV0/中斷計數(shù)變量TCOUNTUNSIGNEDCHARTCOUNT0/中斷計數(shù)變量TCOUNTUNSIGNEDCHARSEC0/設(shè)置秒變量SECUNSIGNEDINTMIN0/設(shè)置分變量MINUNSIGNEDINTMINEND0/設(shè)置分變量MINEND存儲最后時間數(shù)據(jù)UNSIGNEDCHARHOUR0/設(shè)置時變量HOURUNSIGNEDCHARI0/變量UNSIGNEDCHARCOUNT_OFF0/是否停止計數(shù)計時COUNT_OFF0計數(shù)計時開始/COUNT_OFF1停止計數(shù)計時此時可以選擇顯示模式/COUNT_OFF2清零頻率時間步數(shù)數(shù)據(jù)UNSIGNEDINTTEMP0/變量UNSIGNEDCHARDIAPLAY_MODE0/設(shè)置顯示狀態(tài)標志DIAPLAY_MODE0顯示走過的步數(shù)/DIAPLAY_MODE1顯示走過的時間DIAPLAY_MODE2顯示走過的頻率（步/分鐘）UNSIGNEDINTCOUNT_P0,COUNT_PEND0/所計步數(shù)UNSIGNEDCHARLED_DIS0/子程序定義VOIDDELAY_NUSUNSIGNEDINTN/延時NUSVOIDDELAY_NMSUNSIGNEDINTN/延時NMSVOIDLED_DISPLAYVOID/LED掃描顯示子程序VOIDBUSHUTRANUNSIGNEDINTNU/將步數(shù)轉(zhuǎn)換為LED顯示的內(nèi)容VOIDTIMETRANUNSIGNEDINTNO/將時間轉(zhuǎn)換為LED顯示的內(nèi)容VOIDPINLVTRANUNSIGNEDINTNF/將頻率轉(zhuǎn)換為LED顯示的內(nèi)容/MAIN主程序VOIDMAINVOIDIOCA0X00IOCB0X00IOCCPUCCPTC5PTC4PTC3PTC2PTC1PTC0/PTC05為輸入端口上拉電阻IOCD0X00IOCE0X00IOCF0X00/PTF0驅(qū)動紅色二極管燈PTA0X00PTB0X00/PTB驅(qū)動LED輸出PTC0X00PTD0X00/PTD04控制LED045個數(shù)碼管的通斷PTE0X00PTF0X00DELAY_NMS1000/等待1秒穩(wěn)定可以縮短時間去除也可以/HFRC21/FRC定時器10MSVALUE8/LFRC160INTF0X00FRCC0PRIE0X01INTEGIEEINT1EFRCOEEINT0E/中斷設(shè)置FRCOE外部中斷0，1INTF0X00/請中斷標志EINTED0X00/下降沿觸發(fā)外部中斷COUNT_P0/初始化的時候步數(shù)為0COUNT_OFF2/初始化的時候停止計數(shù)計時DIAPLAY_MODE0/默認顯示走過的步數(shù)PTF0X01/開始紅色LED亮WHILE1IFCOUNT_OFF0/顯示當前計數(shù)值按下計數(shù)按鍵顯示增加1BUSHUTRANCOUNT_PELSEIFCOUNT_OFF1/如果處于停止計時計數(shù)狀態(tài)LED顯示/此時按下顯示模式切換的話可以在屏幕上顯示步數(shù)、走過時間XX小時XX分鐘/以及顯示走過的頻率默認顯示為走過的步數(shù)/PTC2為模式切換按鍵按下后切換顯示內(nèi)容只有停止計數(shù)后按下有效IFPTCWHILEPTC/按鍵延時去抖動DELAY_NMS50DIAPLAY_MODE/切換模式IFDIAPLAY_MODE2DIAPLAY_MODE0IFDIAPLAY_MODE0/顯示計數(shù)值BUSHUTRANCOUNT_P/數(shù)碼管顯示當前走過的步數(shù)ELSEIFDIAPLAY_MODE1TIMETRANMINEND/數(shù)碼管顯示走過時間值ELSEIFDIAPLAY_MODE2PINLVTRANPINLV/數(shù)碼顯示走步頻率（取整數(shù)）ELSEIFCOUNT_OFF2/顯示“表明處于停止計數(shù)等待開始狀態(tài)LED_DATA011LED_DATA111LED_DATA211LED_DATA311LED_DATA411LED_DISPLAY/中間按鍵中斷VOIDINT0_ISRVOIDINTERRUPTEINT0_VEC/用于顯示停止計數(shù)時候的不同顯示內(nèi)容DELAY_NMS100/延時鍵盤去抖動WHILEPTC/按鍵按下PTC的PTC4管腳電平為低PTCCOUNT_OFFIFCOUNT_OFF2COUNT_OFF0IFCOUNT_OFF0INTFELSEIFCOUNT_OFF1/COUNT_OFF1停止計數(shù)默認顯示步數(shù)此時按下最左邊按鍵可以切換顯示內(nèi)容/DELAY_NMS20PINLV0MINENDMIN1TEMPCOUNT_P