第二章：系统硬件设计，展示本系统的系统框图，所使用的硬件模块的功能和电路；

第三章：系统软件设计；

第四章：实物调试；

第五章：总结与展望。

第二章  系统硬件设计

2.1 系统硬件结构方案设计

2.1.1 系统框图

本设计主要由单片机单片机、加速度传感器、蓝牙模块、LCD显示模块、按键和电源组成。系统框图如图2-1所示。

2.1.2 系统硬件设计选材

综合考虑了本设计需要的成本，以及对主要组成部件的要求，比如精度、灵敏度等等因素。最后传感器芯片选用型号为MMA7455。其主要特性如下：

由于是三轴加速传感器，所以可以检测人体运动时三个方向的加速度信号，更好更准确的感受立体的运动信号。量程为：±2 g/±4g/±8 g。量程在±2 g时，灵敏度为一零二四个数字每克，灵敏度的精度为±2.5%，综合对比，相对来看芯片各方面是比较出色的[2]。

传感器内部自带数字信号处理功能，使芯片内部可以系统中断，当设定的几个事件发生时，中断申请信号就会被触发，控制单片机解决预定事件。这种操作能够减轻单片机的负担，降低系统功耗，在不影响工作任务的情况下保持一个相对静止的处理器状态，整体还能很好的工作[3]。

综上考虑种种情况，本设计微控制器选择了STC89C52单片机，其主要优点为价格比较实惠，功能比较全面。传感器芯片选择了MMA7455，主要看中了其内嵌数字信号处理（DSP）功能。显示屏选择了LCD1206液晶，传输数据比较实时。按键主要用来开关，设定。

2.1.3 抗干扰设计

在步行时，人体三个方向都有产生加速度信号，三轴加速传感器较为敏感，它会全方位感受每一个信号，但这可能也造成误判，有时候人无意中的一个震动，即使并没有走步，也可能导致传感器接收到信号并传输给系统进行计步，这一般称为干扰信号。为了提高计步的准确性，我们需要解决干扰带来的误差，减小干扰的影响，从而提高计步器的效率和精度[4]。

1.传感器自带抗干扰功能的利用：

MMA7455芯片内部自带数字信号处理功能，它会将接收到的模拟信号进行处理滤波，转换成系统能识别的数字信号输出。人体垂直或水平的加速度信号变化都受MMA7455芯片检测，此芯片无需考虑静态信号，因此会减少很大一部分信号，传感器只需进行高通滤波。MMA7455芯片内部自带一个高通滤波器，一般使用编程算法控制，控制采用设置低频截止频率的方法。通过系统截取的样本数据和传输数据计算，将低频截止频率控制在一个区间内。范围大概在0.063～16 赫兹之间。系统会通过内嵌滤波器输出数字信号，从而消除信号中的干扰因素，比如直流偏置和中低频信号所带来的误差。综合考虑计算，本计步器低频截止频率设为0.5赫兹[5]。

2.中断阈值的使用：

INT1和INT2是MMA7455芯片的两个外部中断引脚。每个引脚通过代码编写烧录可以和除了计步信号的休闲信号绑定在一起，休闲信号包括休眠指令，自动开始，自由落体，动态监测等等指令。当休闲信号一旦产生，就会触发中断申请信号，信号将单片机和传感器的数据交流进行中断，避免单片机读取无用干扰信号，大大提高系统工作效率。

两个中断引脚可以设置输出状态，可以设置高电平或者低电平有效，从而设置中断信号，触发的中断信号可以与单片机芯片外部的中断信号响应，完美契合。

2.2 单片机

2.2.1 芯片简介

本设计采用单片机微处理器芯片是STC89C52微处理器。STC89C52芯片性能在众多单片机中是相对出色的，且功耗也很低，也满足我的抗干扰设计，执行指令速度较快，且价格也是喜人的。功能极为强大，多样化，可以满足各种各样的需求。52单片机在性能上做了许多完善，使其对比传统51芯片起来，功能更为全面，但又继承了51传统的内核，是一个增强型的51单片机。特别说明的是，此单片机内部有着振荡器以及时钟电路。该单片机在闲置的时候，功耗会很小，具备着掉电模式[6]。