计步器由于可以监控日常跑步锻炼等功能而受人们欢迎，可以监督跑步锻 炼。电子计步器的重要部分是振动传感器和电子计数器。人走路的时候，由于身 体重心会晃动。人体中心的腰部晃动最明显，所以记步器放置在腰部可以更灵敏。 实际上振动传感器是通过感应振动来开关内部的器件，然后通过显示器来体现出 振动的次数，剩下的都是些无用的热量消耗，振动换成路程则通过电路来实现。 通常人们使用加速度计来感应外界的振动。其原理一般为：把一块小磁铁放在密 封的塑料管里面，用导线绕几圈塑料管，当塑料管运动时，在惯性作用下磁铁会 反向移动，切割线圈，然后电磁感应产生感应电流，我们跑步的时候，身体晃动 的加速度和加速度计内部的感应电流都是正弦波，通过计算测量，然后得出走路 的距离，速度等等。

1。2 国内外研究及发展现状

1。3 研究内容

我们设计的简易计步器是用单片机和加速度传感器组成的，通过液晶显示屏 来显示具体跑步步数的数字量。

第二章根据设计的要求选择了基于三轴加速度 ADXL345 功能计步器设计方 案。

第三章对硬件中控制器电路模块、传感器数据采集模块以及 LED1602 显示 模块进行介绍。

第四章中对软件流程图以及算法介绍。 第五章则是体验一下完成的简易计步器，并且记录数据，验证可用性和精确

度。

2 芯片选择和系统设计方案

2。1 系统总体方案

(1)利用单片机技术和传感器，实现步数测量。

(2)采用 STC89C52 为微处理器，通过 LED1602 显示步伐测量。

(3)系统包括硬件模块、软件模块、显示等多个模块的设计。 设计一个多功 能步数测量系统系统;利有完整的设计方案、相应程序流程图及相应程序。

2。2  测步传感器工作原理以及优缺点

（1）机械式振动传感器 机械式振动传感器里有平衡锤，人走路时，戴在身上的计步器感应到平衡被

破坏，平衡打破使上下触点开关。同时身体重心不断上下浮动，计步器采集这个 开关的信息转化为具体数字进行计步。机械式振动传感器的优点是便宜简单，缺 点是准确度低，所以大多数场合都不适用。

（2）加速度传感器 加速度传感器则是采用三轴加速度传感器，这个传感器的工作原理就是：顾

名思义，采集三个垂直轴上的加速度来测步。它的优点：即使在不知道人跑步方 向的情况下，它也能够正常测出人的运动状态，也就是说它检测到的 3 个加速度 信号已经足够用来处理运动信息了，不过只能检测步数，不能够检测步行方位。 这个传感器体型小，耗能低，测量精度也比较高，适用于大多数场合，因此被采 用到各个领域。它的缺点：由于对加速度的极度灵敏，所以即使一些小的抖动也 可能会因此计步，需要通过软件设计来排除这些误差[1]。文献综述

（3）压力传感器 顾名思义，这种传感器是用来感应压力变化的，它内部的结构功能可以把压

力变化的信息转化为电压的变化，把它装在鞋子下，由于人静止不动、走路、跑 步的时候，脚底受到的压力是不一样的，而走路或者跑步时压力变化会很明显， 一只脚在空中的时候则压力小，另一只脚在地上则压力感应到的大，运动过程中 两只脚是不停变换的，那么受到的压力也一直在改变，变化的压力信号经过传感 器的放大并且转化为电压信号，然后把信息传递给单片机，从而得出运动状态。 优点：这个传感器设置安装在鞋子里面，穿戴者可以更加舒适的跑步。它的缺点：