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网站后台下载,投资理财网站开发,ppt免费下载的网站,易思网站系统2 系统开发技术和需求分析 2.1 C语言和Keil C语言作为一种高层次的编程语言#xff0c;其文法简洁、易懂、易用#xff1b;该系统可移植性好#xff0c;适用于多种 MCU平台#xff1b;还可以直接访问硬件资源#xff0c;如寄存器、内存等#xff0c;方便进行底层编程。C语…2 系统开发技术和需求分析2.1 C语言和KeilC语言作为一种高层次的编程语言其文法简洁、易懂、易用该系统可移植性好适用于多种 MCU平台还可以直接访问硬件资源如寄存器、内存等方便进行底层编程。C语言具有丰富的函数库和工具可以快速开发复杂的应用程序它的编译器和调试工具都比较成熟使用方便可以提高开发效率是一种非常适合单片机编程的语言成为单片机开发的主流语言被广泛应用于嵌入式系统开发领域。Keil MDK-ARM为用户提供了一个包含编译器、调试器、模拟器和IDE在内的集成开发环境。主要被应用在 ARM架构的嵌入式系统开发中它支持多种 ARM处理器系列包括Cortex-M和Cortex-A等。Keil MDK-ARM的编译程序使用了独有的编译技术使其具有高效优化的代码生成功能。该调试程序和模拟程序支持JTAG、SWD、ETM等各种调试接口实现了实时调试断点调试单步调试等功能。Keil MDK-ARM的IDE提供了丰富的开发工具包括代码编辑器、项目管理器、版本控制、自动化构建等功能可以大大提高开发效率。同时Keil MDK-ARM还提供了一系列的软件库和代码示例方便开发者快速开发出高质量的嵌入式系统。总而言之Keil MDK-ARM是一款功能强大的嵌入式软件开发工具能帮助开发者更快地开发出高质量的嵌入式系统。2.2需求分析功能需求以单片机为基础的智能手环系统其核心目标是通过对分布在系统中的传感器模块进行相关数据采集再利用被软件设计后的STM32单片机对其进行分析和处理最后将结果呈现给用户让用户对自身运动健康状况有一个全面的了解并指导用户在日常生活中的运动健康生活。在进行设计工作前首先要确定其功能要求并与其核心目标相联系。按照需要选择硬件器材查询相关资料进行模块设计完成各个模块的统一操作从而实现对相关数据的呈现和运动健康指导。本系统设计的功能需求主要有1、时钟显示功能智能手环需要实时显示日期、时间、星期帮助用户更好地规划和安排自己的工作和生活以达到更高效、更有成效的生活方式。2、运动监测功能智能手环需要实时监测用户的运动状态包括步数、路程、卡路里同时还需要提供相关的数据分析和运动建议以便用户了解和控制自己的运动量并可以根据自身需要调整运动量。3、健康监测功能智能手环需要对用户的体温、心率、血氧进行实时监控并及时反馈给用户让用户能够对自己的身体情况有一个准确地了解并及时采取有效的措施。非功能需求本系统设计的非功能需求主要有1、可靠性智能手环作为一种可穿戴设备需要具备较高的可靠性。本系统可以长期稳定地运行确保用户在使用的时候不会出现数据丢失、设备故障等问题。2、稳定性智能手环需要稳定地连接到用户的手机或电脑等设备以实现数据的传输和同步。该系统能在长期运行中维持稳定的性能不会出现频繁的卡顿、死机等问题快速响应用户的操作和指令以提高用户的体验和满意度3、易用性用户仍然高度重视智能手环的易用性和操作性[13]。智能手环需要具备良好的易用性操作简单、界面友好、功能齐全能够让用户轻松上手使用。本系统能够提供清晰、简洁和易于理解的用户界面并提供适当的反馈和指导以便用户能够快速了解其功能和操作方式。3系统硬件电路设计3.1 STM32主控芯片STM32F103C8T6是一款32位的ARM Cortex-M3单片机该单片机由 ST公司开发。它具有高性能、低功耗、丰富的外设以及容易开发等优点可以广泛地用于工业控制、智能穿戴、医疗设备、智能家居等多种应用领域。该微控制器的主要特点包括1、CPU频率高达72MHz运算速度快。2、内置64KB闪存和20KB SRAM存储容量大。3、支持多种通信接口如USART、SPI、I2C等。4、支持多种中断源和DMA控制器实现高效的数据传输。5、具有多种定时器和计数器可用于实现各种定时、计数和PWM控制。6、支持多种电源管理模式可有效降低功耗。7、采用LQFP48封装易于布局和焊接。综上所述STM32F103C8T6是一款功能强大性能优异还有低功耗的单片机可以满足各种应用的需要在智能电子产品研发市场上具有十分重要的价值。这款主控芯片可以为我提供非常丰富的接口为本系统的各实验项目提供了充足的外部扩展电路可以满足我对本系统各种功能的需要是本系统设计开发的最好的选择。STM32F103C8T6单片机核心板CPU电路图如图3-1所示图3.1 STM32最小系统电路原理图3.2温度模块在温度数据采集方面选用了单列三个管脚的DS18B20数字温度传感器。该传感器采用单总线通信协议连接方便操作简单拥有属于该传感器本身的数据帧格式通过数据线DQ完成MCU微处理器和 DS18B20传感器的读或写数据操作。MCU管脚采用推挽输出是为了访问传感器的时候能保证遵循单总线的数据帧。该单总线输出数据的高电平应该有上拉电阻提供所以需要在数据线上增加一个上拉式电阻器使DS18B20传感器的DQ数据线与输入输出端口连接STM32F103C8T6。DS18B20电路图如图3-2所示图3.2 稳压模块电路原理图5 系统测试与总结5.1系统实现和测试将各功能模块与主控连接好线路把运行程序烧录到主控。系统实物图如图5-1所示图5.1 系统实物图在系统上电和运行程序后首先要实现的就是这个系统的主页面这个主页面是用来显示时间的。时间显示功能图如图5-2所示图5.2 时间显示图实现体温测量模块的功能将手指对准传感器的测量区域或将传感器握在手中然后操作按键以运行体温测量功能。此时传感器会进行采样再以串口的形式输出并以 OLED显示的形式呈现出来。体温显示功能图如图5-3所示图5.3 体温显示图5.2总结本设计旨在开发一款基于单片机的智能手环实现运动计步、心率血氧检测、体温检测等功能。在此过程中我深入了解了单片机的硬件结构和软件编程并成功地利用单片机实现了智能手环的功能。通过这个项目我不仅拓展了对单片机的知识还掌握了智能手环的基本设计方法为未来的工作打下了坚实的基础。经过从零开始的学习、参考文献和网上资料的查阅以及老师和同学的帮助最后我决定采用以STM32F103C8T6为核心的主控系统、DS18B20温度模块、OLED显示屏模块、MPU6050步数模块、MAX30102心率血氧模块的硬件设计。同时我完成了C语言编程和预期功能的软件设计与实现。这款智能手环可以显示基本时间信息并实时监测人体运动健康状况提供准确数据帮助人们更好地了解自身身体状况制定出适合自己的运动健康方案。文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。