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项目：智能计步器
时间：2019年4月20日
地点：成都
天气：雨
一、项目需求分析：随着科技的可连续发展开始,人们对自己的健康重视起来,因而跑步就成为了一种方便而又行之有效的锻炼方式。但是怎样才能做到知道自己已经跑了多少步,走了多远的路程?那么智能计步器就可以帮助人们实时掌握自己的锻炼状况。智能计步器的关键功能就是用来检测步数,通过步数和步幅来精确计算已经行走的路程。
二、项目设计：
1、基本功能
a、计步功能（单点计步、时段计步、计步数据统计分析绘制运动曲线图）
b、温度检测（实时监控环境温度）
c、摄像头拍照（环境拍照记录）
d、锂电池供电（充电方式：无线充放电）
e、人体红外检测（监控是否有穿戴实现智能节能）
f、蓝牙数据读取（连接手机蓝牙APP进行数据在线分析）
2、硬件平台
（1）uFun开发板 1块
（2）ST-LINK V2仿真器 1个
（3）0.96寸OLED显示屏 1块
（4）ov7670摄像头模组模块 1块
（5）蓝牙模块 1个
（6）人体红外检测传感器 1个
（7）18B20温度传感器
（8）无线充电模块+锂电池+锂电池充电电路 1套
3、软件平台
（1）编程软件：Keil uVision5
（2）画图软件：Altium Designer 14
（3）STM32开发软件：STM32CubeMX
三、硬件选型
1、uFun开发板基本配置
（1）主控芯片：STM32F103RC
（2）加速度传感器：LIS3DH
（3）触摸芯片：TTP244N-BSB
（4）电源转换芯片：1117/SP6203-3.3
（5）串口转USB芯片：CH340T
（6）低功耗运放器：MCP6001
（7）无源蜂鸣器：HY-8540
（8）SD卡接口
uFun开发板资源图：
图1
图2
电路分析：
（1）最小系统
STM32F103RC最小电路分析，包含晶振电路、电源电路、复位电路。
图2
（2）电源电路
电源电路有供电电路、电源转换电路组成，供电电路是USB供电5V电压，电源转换电路采用LDO芯片输出3.3V供电系统。
图3
图4
图5
（3）开发板调试接口定义
图6
（4）低功耗运放电路
图7
（5）触摸电路
图8
（6）加速度传感器电路
图9
（7）串口转USB电路
图10
（8）蜂鸣器+PWM输出接口电路
图11
（9）RGBLED电路
图12
（10）SD卡接口电路
图13
（11）PCLE接口电路
PCLE接口是STM32引脚的扩展口，并非正在的PCLE接口。
图14
2、硬件框架设计
如下图，硬件设计以uFun开发板为核心，通过不同接口连接外围模块设备，分别有0.96寸OLE显示屏（SPI接口）、ov7670摄像头、蓝牙模块（串口）、18B20温度传感器、人体红外检测传感器、无线充放电模组。
图15
（1）0.96寸OLED显示屏
a、0.96寸OLED有白色、蓝色、双色三种颜色可选；
b、分辨率为128*64
c、多种接口方式：SPI、IIC
图16
（2）ov7670摄像头
ov7670视频口有八根数据线，D[7:0],它支持的数据格式有8位RGB raw输出、8位YcbCr输出、8位RGB 565/555/444输出。
图17
（3）蓝牙模块
串口蓝牙模块
图18
（4）18B20温度传感器
18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。 18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。
图19
（5）人体红外检测传感器
人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电
元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
图20
（6）无线供电模组
无线供电，无线能量传输或称无线电力传输是一种不经由电导体将电力能量从发电装置或供电端转送到电力接收装置的技术。无线能量传送是一个通称，当中可使用多种不同技术达成，包括电场、磁场及电磁波。发射器把电能转换成相对应场的能量状态，传输经过一空间后由一个或多个接收器接收并转换回为电能。
图21
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