计步器设计初略方案计步器设计参考资料：计步器设计参考资料：单片机技术指导书、关于ADXL202芯片原理的资料、芯片手册、噪声频带分析信息表、压电晶体或单晶硅体上置一个质量块,当加速度变化时(比如跑步时抬腿运动)对晶体的压力值改变,从而输出一个电讯号.计步器设计信号的采集分析一、计步器设计信号的采集分析：要实现检测步数首先要对人走路的姿态有一定了解：行走时,脚、腿、腰部等都在运动,它们的运动都会产生相应的加速度并且会在某点有一个峰它们的运动都会产生相应的加速度,并且会在某点有一个峰它们的运动都会产生相应的加速度值。1、从脚的加速度来检测步数是最准确的,2、若考虑到携带的方便,我们可以选择利用腰部的运动来检测步数。如图1所示,行走时腰部有上下的垂直运动,每步开始时会有一个比较大的加速度,利用对加速度的峰值检测可以得到行走的步数。图像一：图像一：人体运动解析图图一图像二：图像二：行走时信号采样图图二图2是将计步器佩戴在腿脚腿脚或者腰间采集到的垂直加速度曲线图,从图上可以清楚地看出有四个腿脚峰值,代表行走了四步,说明利用腿部腿部或者腰部的垂直加速度垂直加速度来检测步数是可行的。腿部垂直加速度加速度传感器的选择：加速度传感器的选择：根据资料显示,人行走的垂直加速度在±1g之间(1g为9.8m/s即重力加速度),考虑到还有重力加速度的影响,可选择测量范围在±2g之间的加速度传感器ADXL202来实现计步器。加速度传感器ADXL202的简介：的简介：ADXL202是美国AD公司的一种低功耗、二维加速度传感器,输出如图3所示占空比(T1/T2)与加速度成一定比例的数字信号,因此信号可以直接用单片机的计数器来测量因此信号可以直接用单片机的计数器来测量,无需AD转换电路或因此信号可以直接用单片机的计数器来测量是其它特殊电路。图三二、计步器硬件设计初略分析计步器硬件设计初略分析硬件设计计步器的整机原理框图如下图所示,：1、ADXL202采集加速度信息并将数据送到单片机进行处理;2、单片机控制整个系统的工作并从数据中检测出步数送到LCD进行显示;3、外部控制按键进行开关机控制以及功能选择等。本文不对电源转换、LCD显示等电路做详细介绍,图四ADXL202芯片的电路设计芯片的电路设计：ADXL202可以输出X、Y两路信号,由于我们只测量垂直方向上的加速度,只用一路信号即可,【需要注意的是设计PCB时要摆放好芯片位置保证使用时此路与水平面垂直】要注意的是,设计时要摆放好芯片位置,保证使用时此路与水平面垂直。保证使用时此路与水平面垂直】要注意的是下图是ADXL202的电路设计图,在使用时我们要得到有用的信号需要设定它的采样频率和采样采样频率和采样带宽。上述两个量是由电路图中的电阻Rset和电容Cx的取值所决定的。电阻带宽采样频率选择：采样频率选择：采样频率过低,不能准确反应数据的变化情况;过高则引入很多无用信息,增加了系统运算量,需要根据实际情况选择合适的采样频率。根据资料显示,人行走的频率一般在110步/分钟(1.8Hz),跑步时的频率不会超过5Hz,选择100Hz的采样频率可以比较准确地反应加速度变化。集体频率设定定性分析：1/T2即为数据的采样频率,计算方法为T2=RSET()/125M。RSET的范围可从500k~2M,这里我们选择RSET=1.25M,采样频率为100Hz。滤波带宽定义为需要检测的最高频率,由滤波电容Cx设定,滤波电容设定相关问题分析设定相关问题分析：带宽的设定会影响噪声的大小和分辨率。从附表中可以看出,带宽越小,噪声相关问题分析就越小,而分辨率会越高,减小滤波带宽对减小噪声和提高分辨率都是有利的但是,图2的数据曲减小滤波带宽对减小噪声和提高分辨率都是有利的。减小滤波带宽对减小噪声和提高分辨率都是有利的线中越尖的地方含有的高频分量就越多,滤波带宽减小,采集到的数据曲线就变光滑,峰值相应变小,这对我们进行峰值检测是不利的。因此我们折中取滤波带宽50Hz,根据公式F-3dB=1/(2π(32k×C(x,y))计算,Cx选择0.10?F。附表学会使用芯片手册：设定了采样频率和滤波带宽,按芯片手册芯片手册连好电路图,应该得到如图3所示的数据波形,此时T2为芯片手册10ms。三、计步器软件设计初略分析：计步器软件设计初略分析软件设计根据得到的X轴数据，通过软件处理可以获得我们需要的加速度信息。加速度的计算公式如下:一般情况下0g(即加速度为零)时的占空比为50%,1g时的占空比为12.5%,则A(g)=(T1/T2-0.5)/0.125。从芯片手册上可以看出0g时的占空比芯片个体差异很大,从25%~75%都有可能,要准确地计算加速度必须对0g和1g时的占空比进行校准。另外,计算加