西安邮电大学 毕业设计（论文）题目： 一种基于单片机的发电跑步机系统设计 学院： 自动化学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 电气1303班 学生姓名： 刘 源 学号： 06134104 导师姓名： 罗祖军 职称： 教授 起止时间：2016年12月5日至2017年6月10日毕业设计（论文）声明书本人所提交的毕业论文基于单片机的发电跑步机系统设计是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全理解西安邮电大学本科毕业设计（论文）管理办法的各项规定并自愿遵守。本人深知本声明书的法律责任，违规后果由本人承担。论文作者签名：日期： 年 月 日西安邮电大学本科毕业设计(论文)选题审批表申报人罗祖军职称教授学院自动化题目名称一种基于单片机的发电跑步机系统设计题目来源科研教学其它题目类型硬件设计软件设计论文艺术作品题目性质应用研究理论研究题目简述 现代人们的生活中，跑步机是室内运动最常见最简单的健身器械，所以设计一种实用、舒适、节能型的跑步机控制装置对提高人们的运动质量和锻炼效果具有很大的现实意义。本设计实现在使用跑步机时所需的电能由跑步机发电提供，并具备简单的声控功能，无需手动操作即控制跑步机及环境状况（音乐、温湿度等）提高运动中的愉悦度，本部分主要实现计步等数据采集功能，装置在运动中并可实现自发电，以供给其它单元使用。对学生知识与能力要求 掌握计算机控制技术、单片机应用，具备小型硬件系统开发能力。 具体任务以及预期目标 使用单片机和其他专业知识完成如下内容： 完成相关软硬件设计。 实现所设计的功能。 按学校要求的格式撰写、装订论文。 完成开题、中期报告及答辩，论文答辩。时间进度2016.12.5至2017.1.5查阅资料，完成开题报告的撰写并上传至毕设管理系统；2017.1.5至2017.4.24进行算法研究和程序设计；2017.4.25至2017.6.1完成软件调试和毕设论文撰写；2017.6.1至2017.6.10毕设答辩。系（教研室）主任签字2016年12月 9 日主管院长签字2016年12月 9 日西安邮电大学本科毕业设计（论文）开题报告学生姓名刘源学号06134104专业班级电气1303指导教师 罗祖军题目一种基于单片机的发电跑步机系统设计选题目的（为什么选该课题） （1）本课题实用性强，做出来之后可以在生活中实际应用。 （2）采用单片机控制测速，测温湿度，并实现跑步机信息显示功能。 （3）学习基本理论在实践运用的初步经验，掌握单片机设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 （4）本设计机构简单、性能可靠、价格低廉，并且能够满足设计要求。已学课程：单片机原理及应用A8051单片机的C语言开发自动控制原理B 高级语言程序设计传感器原理及应用数字控制系统设计掌握工具：硬件：万用表、电烙铁、电脑；资料累积：1李华. MCS- 51 系列单片机实用接口技术 2张洪润传感器应用技术300例上册软硬件条件：软件：Visual C+ 6.0 硬件：单片机STC89C52 DHT11温湿度传感器 要研究和解决的问题（做什么）如何实现电能的产生与整流稳压，并将电能合理存储在12V蓄电池中作为缓冲。需要解决单片机如何控制霍尔传感器测出电机齿轮转速，DHT11传感器测出温湿度信息并实现声光报警，最困难的是单片机程序算法的编写，如何精确精准的计算出转速并转换成KM/H的速度，准确的编写算法程序得到跑步路程、消耗卡路里、已跑步时间等数据，还有用户的人机交互界面，如何实现温湿度阀值与体重等信息的交互。工作思路和方案（怎么做）1）硬件设计 包括总体稳压电路设计，单片机与各传感器模块接口，单片机与电源接口，电源电路。 2）软件设计 单片机使用内部定时器和外部中断0来计算时间和电机转动速度，编写合理的显示方式在液晶屏上直观的循环显示各信息，编写浮点数转换算法精确的计算路程、卡路里等信息，温湿度报警设置IO口驱动蜂鸣器和LED指示灯来实现。 指导教师意见 签字： 2017 年 1 月 9 日西安邮电大学毕业设计 (论文)成绩评定表学生姓名刘源性别男学号06134104专业班级 电气1303课题名称一种基于单片机的发电跑步机系统设计指导教师意见 评分（百分制）： 指导教师(签字)： 年 月 日评阅教师意见 评分（百分制）： 评阅教师(签字)： 年 月 日验收小组意见 评分（百分制）： 验收教师(签字)： 年 月 日答辩小组意见 评分（百分制）： 答辩小组组长(签字)： 年 月 日评分比例指导教师评分 () 评阅教师评分 () 验收小组评分 () 答辩小组评分 ()学生总评成绩百分制成绩等级制成绩答辩委员会意见毕业论文(设计)最终成绩(等级)：学院答辩委员会主任(签字、学院盖章)： 年 月 日摘 要 本文将说明一种节能型的自发电式跑步机装置，人在其上运动时可以将自身跑步产生的机械能转化为电能储存以实现自发电。跑步时发出的电能经过整流桥及稳压芯片后同时给单片机及其他设备供电，使用DHT11温湿度传感器及LCD1602液晶显示屏，霍尔测速传感器等监测当前的温湿度等跑步信息，并带有可调节温湿度声光报警功能，从而为用户在运动过程中营造一个更舒适的氛围。 本设计相比较传统的健身设备更加的绿色环保，装置所需的电能都将由用户自身产生，更加的符合当前时代要求低碳、低污染的生活理念。关键词：跑步机；单片机；自发电；霍尔传感器ABSTRACT This article shall introduce a new type of energy saving device for the self-powered treadmill, when exercising, one can transform the mechanical energy generated during running into electrical energy, which is then saved and stored to realize self-powering. Electricity generated by running goes through a rectifier bridge, then a regulator chip to powering other devices. By using DHT11 wet temperature sensor and LCD1602 LCD panel, Hall speed sensor and etc., various information during running, such as the wet temperature can be monitored, along with a sound and visual alarm function to provide a better environment for users. Compared with the traditional treadmills, this design is more eco-friendly, electrical energy that the device required are self-generated, more in line with the modern living principle of low carbon emission and low pollution. Key words: Treadmill;MCU;self-powered;Hall sensor目 录第一章 绪 论11.1课题研究背景11.2课题研究现状11.2.1国内外研究现状11.2.2设计研究方向31.3课题研究内容3第二章 跑步机系统总体方案设计42.1发电装置方案设计42.2稳压芯片及稳压电路设计52.3系统流程图及工作原理7第三章 硬件部分83.1单片机与中断系统83.2 LCD1602液晶显示模块103.3 DHT11温湿度模块133.4霍尔效应传感器测速模块14第四章 软件部分174.1系统软件模块组成174.2软件模块化编程方法174.2.1显示模块编程 184.2.2数据处理模块编程184.2.3环境监测模块编程194.2.4声光报警模块编程204.3软件设计总流程图214.4系统仿真调试22第五章 总结245.1跑步机系统设计工作总结245.2产品化设计的改进245.3跑步机设计研究展望25结束语26致 谢27参考文献28附录A 原理图29附录B 实物图30附录C 源程序31一种基于单片机的发电跑步机系统设计第一章 绪 论1.1课题研究背景据最新科学研究表明，现代社会人类使用的电能主要来自于这些发电方式：包括水力发电、火力发电、原子能发电、风能发电、化学能（电池）及光能（光电池与太阳能电池等）。其中煤电占比73%、（水电14.6%、核电2.4%、气电2.3%、其他7.7%），可见当前大部分的电能都是通过火力发