本课题设计了一款采用STC89C51单片机作为主控的健身倒走仪系统，实现了对运动员或者佩戴者身后的障碍物进行准确的距离测量，并且还可以预防碰撞等危险发生，通过发出响亮的报警信号提示倒走运动者注意安全。在这款高性能微处理器的芯片外部配置了LCD1602液晶显示屏、HC-SR04传感器和SC8035语音芯片等模块，通过STC89C51单片机对这些模块电路高效的控制驱动，实现了对智能健身倒走仪系统外部数据的灵活采集和转换。本课题在整体设计框架方面分为硬件电路和软件程序两大部分，通过模块设计的方法将智能健身倒走仪系统的整体部分化繁为简，从而逐一进行设计，最终实现所有功能指标。课题对这款系统的设计结果进行了长时间的运行检测，检测过程中出现的所有缺陷问题都进行了优化和改进，实现了良好的运行效果。
目录
一、 引言 1
（一）智能健身倒走仪的发展背景 1
（二）智能健身倒走仪的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一）智能健身倒走仪的方案设计 3
（二）STC89C51单片机简介 3
（三）LCD1602液晶屏幕简介 4
（三）HCSR04传感器简介 5
（四）语音播报芯片简介 6
三、 系统硬件设计 8
（一）最小系统电路设计 8
（二）障碍物探测电路设计 9
（三）倒走仪的显示电路设计 10
（四）语音提示电路设计 11
（五）按键电路设计 12
四、 系统软件设计 13
（一）主程序设计 13
（二）障碍物探测子程序设计 14
（三）显示子程序设计 15
（四）数据播报子程序设计 15
五、 安装与调试 17
（一） 实物安装 17
总 结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB图 25
附录三 元件列表 26
附录四 程序 27
引言
（ *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
一）智能健身倒走仪的发展背景
在智能健身倒走仪系统的发展背景中不可或缺的一个关键器件就是它的主控微处理器芯片，产品开发人员往往对单片机、基于ARM内核的微处理器、DSP数字处理器或者FPGA等主控芯片较为青睐，选取出这些芯片中性价比较高、性能较为突出的一些型号，将其嵌入到智能健身倒走仪系统的主控部分，通过性能流畅的程序代码施加控制，从而通过技术手段将这些芯片的最大功效得以发挥，对智能健身倒走仪系统所要表现的各项功能得以表现，这也就是我们今天能够在市面上见到的大多数智能健身倒走仪系统的样子。本课题将对一款通过STC89C51单片机芯片作为核心运算处理器的智能健身倒走仪系统做详细的研究和设计，之所以在众多的常用微处理器芯片中选择STC89C51单片机芯片作为主控芯片，是考虑到前人的研究基础，以及现有阶段市场上大多数产品所表现出的优缺点等因素。
本课题认为能够通过STC89C51单片机芯片的控制实现各项的预期课题目标，并且能够对一些智能健身倒走仪系统常见的缺陷进行优化和避免，对目前市面上一些优秀的设计案例进行进一步的性能提升，同时这也是本课题提出的目的和意义。通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型智能健身倒走仪系统到现如今的数字化，或者称之为智能化智能健身倒走仪系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，智能健身倒走仪系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，最为常见的就是系统运行过程中的死机现象，所谓的死机现象就是指微处理器内部的程序代码出现跑飞现象，与智能健身倒走仪系统有联系的产品在推向市场前，研发企业需要对智能健身倒走仪系统的研发成本做详细的规划，因为只有一个具有高性价比的产品，能够实现总体平均水平以上的性能并且成本处于中下标准的产品才是一个具有竞争力产品，所以在智能健身倒走仪系统的发展过程中，设计人员总是喜欢选择时下性价比最高的主控微处理器来作为主控，现如今的32位型微处理器STM32就是一种非常流行的芯片，它已经在大多数智能健身倒走仪系统和其他控制系统中得到了嵌入，不但能够实现裸机工作，还能够实现更为复杂的操作系统工作模式。本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C51单片机，实现一款智能健身倒走仪系统。
（二）智能健身倒走仪的国内外发展现状
通过对市场上大多数的智能健身倒走仪系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的智能健身倒走仪系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的智能健身倒走仪系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对智能健身倒走仪系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
（三）本文主要研究内容
本课题设计的这款基于STC89C51单片机作为主控的智能健身倒走仪系统将要实现如下功能指标：能够将智能健身倒走仪系统佩戴者后方障碍物的准确距离值通过高清晰度液晶显示效果展示出来，设计超声波传感器电路并且将其连接到STC89C51单片机具有中断功能的GPIO管脚上，实现对超声波传输时间的有效测量，实现对佩戴者后方障碍物距离的测量，设计SC8035语音芯片驱动电路，搭配性能良好的扬声器，在STC89C51单片机的驱动下实现对后方障碍物距离的真人语音播报。
方案设计及元器件选择
（一）智能健身倒走仪的方案设计

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