摘 要

近年来，随着人们健康意识的逐步提高，多功能电动跑步机成为人们日常锻炼最常选择的健身锻炼器材。多功能跑步机拥有良好的实用性能以及较广的适用人群，具有非常好的市场前景。本设计使用STC89C52单片机作为核心控制元件，模拟完成多功能电动跑步机电机转速和转向的调节，通过压力检测模块，模拟测量运动者跑步时对跑步机的实时蹬力。总体来说，设计方案安全性、可靠性和性价比都较高。

全文共4章。第1章绪论首先介绍本课题研究的背景和意义，以及电动跑步机的发展状况。接下来第2章对系统总体设计方案进行比较选择和介绍。其次第3章详细介绍了系统所使用的元器件，并进行硬件电路设计。第4章在电路设计的基础上完成软件编写。最后是全文的结论，设计者对本设计的工作总结以及展望。

关键词：多功能跑步机；STC89C52；压力测量；HX711

Design of Control System for Multi - function Treadmill

ABSTRACT

In recent years, with the gradual improvement of people's health awareness, multi-function electric treadmill to become the most common exercise of people's daily exercise equipment. Multi-function treadmill has a good practical performance and a wide range of applicable people, has a very good market prospects. The design uses STC89C52 single-chip microcomputer as the core control components, simulation of multi-function electric treadmill motor speed and steering adjustment, through the pressure detection module to simulate the movement of athletes running on the treadmill real-time pedaling force. Overall, the design of the program security, reliability and cost are higher.

The full text of a total of four chapters. Chapter 1 Introduction First of all, this paper introduces the background and significance of this research, as well as the development of electric treadmill. Next, Chapter 2 compares and introduces the overall design of the system. Second, Chapter 3 describes in detail the components used in the system, and hardware circuit design. Chapter 4 is based on the circuit design to complete the software. Finally, the conclusion of the full text, the designer of the design work summary and outlook.

Key words: Multifunctional treadmill；STC89C52；pressure measurement；HX711

目 录

1 绪论 1

1.1 课题的背景和意义 1

1.2 电动跑步机发展现状 2

1.2.1 专业跑步机 2

1.2.2 家用小型跑步机 3

1.3 论文研究的主要内容 4

1.4 本章小结 4

2 系统总体设计方案 5

2.1 模拟跑步机系统组成 5

2.2 跑步机控制系统方案设计 5

2.3 跑步机控制系统总体方案选型设计 6

2.3.1 模拟跑步机系统控制器的选择 6

2.3.2 模拟跑步机输入通道方案选择 6

2.3.3 模拟跑步机数据显示器件的选择 7

2.3.4 模拟跑步机蹬力测量的方案设计 8

2.4 本章小结 9

3 模拟多功能跑步机系统硬件电路设计 10

3.1 模拟跑步机工作原理 10

3.2 硬件电路总体方案设计 10

3.3 5V及12V电压电路设计 10

3.4 跑步机的电机驱动（模拟）设计 11

3.5 控制单元电路设计 13

3.5.1 STC89C52单片机介绍 13

3.5.2 89C52单片机时钟电路 14

3.5.3 单片机复位系统电路设计 14

3.6 压力测量电路设计 15

3.6.1 电阻应变传感器设计 15

3.6.2 信号放大和AD转换电路设计 16

3.7 模拟跑步机控制系统外围接口电路设计 18

3.7.1 LCD液晶显示电路设计 18

3.7.2 键盘接口电路设计 19

3.8 本章小结 20

4 跑步机控制系统软件设计 21

4.1程序设计总体思路 21

4.1.1 程序设计方法 21

4.1.2 软件编程语言选择 21

4.2 跑步机主程序设计 22

4.3 跑步机子程序设计 23

4.3.1 压力传感器信号采集子程序设计 23

4.3.2 LCD1602液晶显示子程序 24

4.3.3 按键扫描子程序 26

4.4 本章小结 29

结 论 30

工作总结 30

工作展望 30

致 谢 31

参考文献 32

附录A 33

附录B 34

附录C 47

1 绪论

1.1 课题的背景和意义

随着现代社会的飞速发展，人民的物质文化生活水平也在不断提高。如今人们的生活节奏日益加快，在忙碌的工作生活中，人们愈发认识到了健康的重要性。跑步作为人类最原始的一项有效运动，也是人们最常用的一种健身方式，主要因为它要求简单，适合人群广泛。在当今快节奏的生活中，通过跑步能够帮助人们调节精神，增强体质，获得愉悦感，还能提高社会劳动生产率，所以说运动健身在经济飞速发展的当今社会具有积极的意义。然而经济快速发展对人们的户外跑步也造成了一系列的影响：机动车数量的急剧增加，使得选择户外跑步的运动者发生交通事故的概率也大大增加；大气污染日益加重，也使得户外跑步的运动者遭受呼吸道疾病的侵害。另外天气也是影响室外跑步者运动的一大因素，运动者常常因为需要避免恶劣天气健身而放弃在室外跑步，因此多功能电动跑步机一经问世就受到人们的喜爱。

跑步机满足了人们在室内也能够自由奔跑的愿望，为室内运动健身提供了极大的便利。另一方面，从科学训练的角度分析，电动跑步机所具有的缓冲效果能够吸收双脚落地时对于下肢的冲击。不仅如此，多功能跑步机还能够自由搭配多种训练，在多种速度选择模式下，运动者能够根据自己所需要的训练强度进行速度调节，户外跑步时，运动者很难找到这样的多功能、要安全的运动场地，而在多功能跑步机上，这一切都只需要一根手指轻触按钮选择就行。