摘 要

运动员的深蹲测试是其体能检测的一项重要的指标，是必须测试的内容。运动员的运动越来越全球化、国际化、高端化、智能化，这不仅仅对运动员的身体素质提出了更高的要求，更是对测试仪器的功能以及智能有了更进一步的要求。传统的测量方式已经不能够满足需求，人们要求更加精准的、人性化的、现代化测量仪器。

本文设计的主要任务有：第一，根据物位检测系统的分析和深蹲测试中对深蹲深度和次数的要求，对测试系统做出了总体上的方案设计，设计方案包括软件和硬件部分。第二，对于测试所需要的物位传感器进行选择和分析，主要包括量程、精度、线性、兼容性、可靠性、稳定性、经济性等这些参数，最后决定本设计采用超声波传感器和激光对射传感器。第三，对本次仪器设计所需要的处理器进行选择，采用AT89C52单片机作为本次设计的处理器。第四，对深蹲检测的电路以及实现相应功能进行设计和编写程序。第五，关于设计任务中的无线传输部分，设计中采用蓝牙模块来实现相应功能。第六，在上位机系统的设计中采用虚拟仪器LabVIEW来实现人机交互界面的设计，对测量的运动员数据进行远程的显示和控制。最后对于设计的测量系统进行模拟、检测、调试，并且通过实验证明基于物位检测的深蹲测试系统能够达到预期的功能要求。

关键字：物位 深蹲 超声波传感器 单片机 LabVIEW

Abstract

The squat test is an important indication of the physical fitness test for athletes.Now with athletes' sports of globalization and internationalization,high-end,intelligence,This not only put forward higher requirements for the physical quality of the athletes,but also put forward further request for function and intelligence of test instrument.Traditional measurement methods have not been able to meet the needs of people,People require more accurate, humanized, modern measuring instruments.

In this paper, I design a more modern measuring instrument for these problems,These are the main tasks of design:First, according to the analysis of the material level detection system and the requirement of the depth and the number of times in the squat test,I make the overall design of the program on the test system,including software and hardware design.Second, I need the choice and analysis of the material level sensor for testing,including range, precision, linearity, compatibility, reliability, stability, economy and so on these parameters.Finally, the design decide to use ultrasonic sensor and laser beam sensor.Third, the design of the instrument need to select the corresponding processor.According to the study,I choose to AT89C52 singlechip as the microprocessor of this design,due to having a good understanding for the singlechip.Fourth,designing the circuit of deep squat detection and writing the program realize the corresponding function.Fifth,using the design of the Bluetooth module achieve the corresponding functions,that require the wireless transmission in the design assignment.Sixth, in the design of the host computer system, virtual instrument LabVIEW is used to realize the human-computer interaction interface and remote control of athlete's measurement data.Finally,the design of the measurement system need simulation, testing and debugging.The experimental results show that deep squat test system based on object position detection can achieve the expected functional requirements.

Keyword: object position deep squat ultrasonic sensor singlechip LabVIEW

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3本文研究的主要内容 3

第2章 深蹲系统总体设计 5

2.1系统整体设计方案 5

2.2系统硬件设计部分 5

2.2.1物位传感器的设计 6

2.2.2处理器的选择 7

2.3系统软件设计部分 8

第3章 系统硬件分析及设计 9

3.1超声波传感器 9

3.1.1超声波的概念 9

3.1.2超声波的特性及应用 9

3.1.3超声波测距模块简介 10

图3.1 HC-SR04实物规格图 11

3.1.4超声波测距原理 11

3.2激光对射开关传感器 13

3.2.1激光的概念 13

3.2.2激光的特性 14

3.2.3激光对射传感器简介 14

3.2.4激光传感器工作原理 15

3.3单片机系统设计 16

3.4无线传输设计 16

3.4.1方案选择 16

3.4.2蓝牙串口模块 16

第4章 系统软件分析与设计 19

4.1单片机程序设计 19

4.1.1主程序的设计 19

4.1.2外部中断设计 22

4.2上位机程序设计 22

4.2.1 LabVIEW简介 22

4.2.2上位机界面设计 22

第5章 系统检测与调试 25

5.1系统检测 25

5.2系统偏差与分析 26

5.3经济性分析 27

第6章 总结与展望 28

6.1总结 28

6.2展望 28

参考文献 29

附录A程序清单 30

附录B 超声波电路图 34

致谢 35

1. 绪论

1.1课题研究背景及意义

深蹲是运动员提高力量的一种重要方式，同时也是锻炼的很有效的方式，因为深蹲时几乎全身所有的骨骼和肌肉都参与。现在人们对身体的素质以及身材的好坏有了更高的要求，所以深蹲运动成了日常生活中不可缺少的运动。