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编号：

T3732305M

设计简介：

本设计是基于STM32的跑步机控制系统，主要实现以下功能：

(1) 采用pwm电机设置速度及坡度。
(2) 基于速度和运行时间的数据，估算跑步距离和消耗的卡路里。
(3) 利用语音识别模块进行语音控制：跑步过程可通过语音，说出加速和减速来控制电机的快慢。每次加减速1km/h，最高速度20km/h。。
(4) 利用蓝牙模块来连接手机,在手机上显示实时配速，已跑路程，消耗卡路里，跑步时间。
(5) 4个模式可供切换，分别为散步模式、登山模式、晨跑模式和冲刺模式不同模式有不同的速度和跑道坡度。
(6)紧急停止按钮，一旦用户按下紧急停止按钮，STM32会马上发送信号停止电机

标签：STM32、OLED12864、直流电机、蓝牙模块

题目扩展：智能手环、运动手环

基于STM32单片机的跑步机控制系统设计，通过集成语音控制、手动操作和无线通信模块，提供了便捷的跑步机控制解决方案。下面是每个部分的简单功能概述：

中控部分（STM32单片机）

• 核心控制器：作为整个系统的核心，负责协调输入和输出，处理数据和控制逻辑。
• 数据采集：接收来自语音模块的语音控制指令和独立按键的操作指令。
• 数据处理：根据语音指令和按键操作，调整跑步机的工作状态，如速度、坡度等。
• 控制输出：根据处理结果，控制OLED显示屏、舵机、直流电机及其驱动芯片和蓝牙模块。

输入部分

1. 语音模块：允许用户通过语音命令控制跑步机，实现无手操作。
2. 独立按键：提供用户交互界面，用于切换跑步模式、调整设置和紧急停止。
3. 供电电路：为整个系统提供稳定的电源，确保系统正常运行。

输出部分

1. OLED显示屏：显示当前的跑步模式、坡度、速度、时间和里程等信息，提供直观的用户界面。
2. 舵机：通过改变舵机的转动角度来模拟跑步机的坡度变化，提供真实的跑步体验。
3. 直流电机及其驱动芯片：控制跑步带的速度，模拟跑步机的驱动机制。
4. 蓝牙模块：将跑步数据如速度、时间、里程等信息发送至手机端，实现数据同步和远程监控。

实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是按键。第五部分为LED灯。第六部分是蓝牙模块。第七部分是语音模块。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 蓝牙连接测试

如图5-2所示，为蓝牙连接测试图。

图5-2  蓝牙连接测试图

5.3 模式切换测试

如图5-3，按键1进行模式切换。

图5-3 模式切换测试

5.4 坡度设置测试

如图5-5所示为坡度设置测试。

图5-5 坡度设置测试图

5.5 急停测试

图5-5急停测试测试显示图

仿真调试

6.1仿真总体设计

仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、按键、蜂鸣器、语音模块、蓝牙模块。

图6-1 仿真设计总图

6.2 模式切换测试

如图6-2所示，按键1进行模式切换测试。

图6-2 模式切换测试

6.3 坡度设置测试

如图6-3所示，为坡度设置测试。

图6-3坡度设置测试图

6.4 急停测试

如图6-6所示，为急停测试。

图6-6急停测试图

6.5 蓝牙、语音串口显示测试

如图6-6所示，为蓝牙、语音串口显示测试。

图6-5蓝牙、语音串口显示测试图

设计说明书部分资料如下

设计摘要：

随着人们对健康和健身的关注增加，跑步机逐渐成为室内健身的主要设备之一。本文提出了一种基于STM32的跑步机控制系统设计，旨在实现对跑步机的运行速度、倾斜角度和运动模式等参数的精确控制，提供更好的健身体验。

首先，本系统采用了STM32微控制器作为主控制器，具有高性能、低功耗和丰富的外设资源。通过与传感器和执行器的接口，STM32可以实时获取跑步机的运行状态和用户的操作指令，并进行相应的控制。

其次，本系统设计了几个重要的功能模块。首先是速度控制模块，通过编码器检测跑步机的转速并反馈给STM32，然后根据用户的设定值调整电机的驱动功率，以达到精确的速度控制。其次是倾斜角度控制模块，通过使用倾斜传感器检测跑步机的倾斜角度，并通过电机控制系统实现倾斜角度的调整。最后是运动模式控制模块，通过人机界面和按钮等输入方式，用户可以选择不同的运动模式，如手动模式、自动模式和预设模式，系统根据用户的选择进行相应的控制。

此外，本系统还具有一些显示和保护功能。通过LCD显示器和指示灯，用户可以实时查看跑步机的运行状态和参数；而过流、过载和短路等保护机制可以确保系统的安全运行。

最后，本文通过搭建实验平台，验证了设计的可行性和性能。实验结果表明，本系统能够准确控制跑步机的运行速度和倾斜角度，并具有良好的稳定性和可靠性。

综上所述，基于STM32的跑步机控制系统设计能够实现对跑步机的精确控制，提供更好的健身体验。未来的工作可以进一步优化系统的功能和性能，以满足用户的不同需求和健康目标。

关键词：单片机；蓝牙模块；人机交互；语音模块；OLED12864；直流电机驱动模块

字数：11000+

目录：

摘　要

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 蓝牙模块

3.5 SU-03T语音识别模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程图

4.4 监测函数流程图

4.5 显示函数流程图

4.5 处理函数流程图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 蓝牙连接测试

5.3 模式切换测试

5.4 坡度设置测试

5.5 急停测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2 模式切换测试

6.3 坡度设置测试

6.4 急停测试

6.5 蓝牙、语音串口显示测试

结  论

参考文献

致  谢