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可穿戴设备设计——运动手表毕业设计论文

电子设计大赛题目名称：可穿戴设备设计——运动手表

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结题日期：2014年9月2日

项目组成员：

摘要

本设计是一款智能运动手表，以微控制器ATmega644PA为控制

核心，利用PCF8563时钟芯片、三维加速度传感器、温度传感器、气

压传感器采集运动数据，并使用OLED显示屏实现显示时间功能、显

示温度、气压、海拔高度功能、计步功能，结合蓝牙2.1模块，实现

与安卓手机的通信功能；团队开发了一款安卓APP与智能手表结合使

用，智能手表可以将数据传送到安卓手机，通过APP对数据进行2次

处理，实现运动步数、卡路里消耗量、运动距离、运动时间、运动规

律的记录与分析，能根据数据为使用者提供健康方面的建议。

一、任务

制作具备一定创新和实际应用综合功能的可穿戴软硬件电子系统

（注：以软件开发为主的，需结合外部硬件平台实现特定系统功能）

二、系统功能

分析我们的主题，决定我们的设计的系统的功能如下：

1、显示时间、包括年份月份日期、星期以及实时时间；

2、显示温度、气压、海拔高度；

3、记录走路或者跑步步数并显示；

4、将传感器数据传送到安卓手机；

5、安卓手机软件接收数据，存入数据库，对历史数据进行保存；

6、安卓手机软件分析数据，根据用户设定，计算出跑步距离，消

耗卡路里等，并储存数据，

通过分析历史数据，得出用户的运动状况，并能给用户跑步方便

的建议。

7.记录睡觉时的数据，分析睡眠状况；

8、手机短信提醒、来电提醒功能。

三、产品的对象

我们的产品在设计上在保证原有的手表显示时间的基础之上，加

上运动模块元素，可以对用户的运动数据采集，配套相应APP，可以

实现对运动数据的分析处理。适合广泛的热爱运动的人群使用，以及

广大的旅游爱好者使用。

四、方案论证

为了完成上面所涉及的各种功能，将整个电路分成三个部分：电

源模块、主控模块、传感器模块、显示模块和蓝牙模块。框图如图1

所示。

图1原理方框图

考虑到我们的产品作为一款手表，要充分考虑到产品的体积问题，

我们在各个模块的选择上尽可能采用小的部件。在实现传统手表的功

能的基础上加入运动的元素，我们的手表支持运动的功能，就要考虑

手表的实用性。在数据传输方面，我们采用蓝牙传输方式，将运动过

程中产生的各类数据通过蓝牙的方式传输到我们的移动终端，从而实

现对运动数据的处理。（1）供电系统

整个系统由3.7V锂电池供电，通过升压模块升到5.0V给单片机

以及其他模块使用。在供电方面的选择上，因为要考虑到手表的体积，

我们采用了体积较小的锂电池。因为采用oled显示，而且还支持手表

与移动终端的通信，这样在能耗方面就比传统的手表要大得多，所以

选择可以多次充电的锂电池是理想的选择。锂电池与充放电电路具有

保护电路，保证了产品的安全性。选用的充电器接口为

microusb接口，能够与众多的电源设配器使用，增加了产品使用

的普遍性。（2）控制方式的选择

方案一：采用AT89C51作为控制器

采用AT89C51单片机进行控制。AT89C51价格低廉，结构简单，

而且资料丰富；但是51单片机系统资源有限，8位控制器，运算能力

有限，且没有内置AD/DA转换器，需要外接大量外围电路，而且程序

的编写相对复杂。

方案二：采用ATmega644PA作为控制器

采用ATmega644PA单片机进行控制。ATmega328单片机具有

强大功能的