跑步计步器毕业设计.doc

跑步计步器 1 1 设计任务描述 设计题目:跑步计步器 设计要求 设计目的(1)掌握健身计步器的构成、原理与设计方法; (2)熟悉集成电路的使用方法 基本要求(1)跑步计步器中的传感器将人每走(跑)一步的振动以脉冲形式发出,将此脉冲整形作为基准计步脉冲; (2)可以记录走(跑)的步数,最大值为 9999. (3)假设每走 14步可以消耗 1卡的的热量,所消耗卡路里的计数译码显示; (4)记录本次健身的时间(可以分钟为单位)。 发挥部分(1)计步值的预置,当达到预置值时,发出庆祝声音; (2)每走 1000 步发出提示音; (3)其他。跑步计步器 2 2 设计思路根据此次课程设计的要求,我设计的健身计步器由四个部分组成,其中振荡器和分频器组成较准确的秒信号发生器,由不同进制的计数器和显示器组成计时和计步部分。秒信号送入计数器进行计数,把累计的结果以“秒”“分”“时”的十进制数字显示出来。“分”“秒”显示分别由六十进制计数器和显示器构成,“时”显示由二十四进制计数器和显示器构成。用555 定时器连接组成多谐振荡发生器,然后将经过调理过变成的方波信号输入到计数器的时钟脉冲端,输入到十进制的计数器的时钟脉冲端,便形成了计卡路里步数功能,可以显示 0-9999 步。记录卡路里消耗部分是要实现每十四步可以消耗 1 卡的热量, 脉冲输入到计数器的时钟脉冲端,用一个十六进制的芯片 74HC160 来实现十四进制,输出的脉冲再输入给显示器,卡路里显示可以从 0-999 步。发挥部分选择了每走 1000 步发出响声,这部分我是用卡路里计数部分个位和十位地同时到达 9时作为输入信号,输入给由 555 构成的单稳触发器,由单稳触发器来控制, 就可发出“每走千步的提示音”。(1 )记录时间部分:首先由 555 定时器连接组成多谐振荡发生器发出一个 100Hz 的脉冲,先经过第一个十进制 76HC160 计数器组成的分频器将其变成 10Hz 的脉冲,然后再连接一个相同的十分频计数器,将脉冲分为 1Hz 。最后此脉冲通过两个 74HC160 所组成六十进制的分频,将秒脉冲转变成分脉冲,这样就形成了以分为计时单位。接着脉冲到达计数器,还是两个 74HC160 组成“分”计时,当分计数器达到 60 时,设计此计数器自动清零,并将 RCO= “1”输入到“时”计数器,“时”计数器也是有两个 74HC160 组成的二十四进制,记录二十四小时,然后输入给显示器,这样译码显示器就能将跑步时间显示出来, 最长计时为 24小时。(2 )记步电路部分:人在跑步时的振动信号通过传感器转变成脉冲信号,人每走一步形成一个脉冲。在此设计中,我用 555 定时器连接组成多谐振荡发生器产生脉冲,模拟人在跑步时所形成的震荡。脉冲经过计数器计数,计数器部分的可以用四个 74HC160 连接, 即上一个计数器的 RCO 为下一个计数器的 CLK 输入,每当 RCO= “1”时, CLK 有一个脉冲输入,计一个数, 并传给显示器把步数显示出来。(3 )卡路里显示部分:脉冲的另一端接一个由 74HC163 组成的十四进制计数器进行进制转换,从而实现每跑 14 步就消耗一卡路里这一预置数, 而74HC163 是十六进制的芯片,它只有到达 15往0 变化时才能进位,我这里需要的是 0-13 ,十四进制的,我是用一个与非门和一个与门来解决这一问题的,当每一次 14 出现时就清零,把每一次清零的动作作为一个脉冲输入给下一个芯片,就不用它的进位端了, 输出的脉冲输入 74HC160 的 CLK 端,并与显示器相连,再连接两个 74HC160 计数器,即上一个计数器的 RCO 为下一个计数器的 CLK 输入,每当 RCO= “1”时, CLK 有一个脉冲输入,计一个数,并传给显示器把步数显示出来。最大计数值为 9999 步。跑步计步器 3 (4) 发挥部分:每走一千步计数发出响声进行提示, 4 个计数器也可由 74HC160 相连接,原理同上。发出响声关键部分是,在步数计数电路的 4位计数器中,百位向千位的进位端同时输入给,由555 定时器组成的两个不同的器件,一个是单稳态触发器,另一个是多谐振荡器,单稳态触发器在这里是控制响铃的时间的,多谐振荡器是控制输出的频率的。这样便能够完成,每走千步发出响声提示。跑步计步器 4 3 设计方框图脉冲步数计步器十四进制计数器卡路里计步器显示器显示器门电路单稳态振荡器响铃秒信号的产生分频器计数器译码器 LED 4 各部分电路设计及参数计算跑步计步器 5 秒信号产生电路设计及其参数计算 秒信号产生电路整体设计 脉冲产生电路及其参数计算脉冲产生电路是由 555 定时器组成的多谐振荡器,产生频率