编号：
T3732305M-LW
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+
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仿真链接：
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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
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着现代生活节奏的加快和工作压力的增加，人们越来越重视身体健康和健身锻炼。跑步机作为室内有氧运动设备的代表，因其方便、安全和高效的特点，受到了广大消费者的喜爱。然而，传统的跑步机仅能提供基本的运动功能，无法满足用户对个性化、多功能运动设备的需求。因此，设计一种基于STM32的跑步机控制系统，可以实现对跑步机运行参数的精确控制，将极大地提升用户的运动体验和健康效果。
首先，基于STM32的跑步机控制系统可以实现对运行速度的精确控制。传统跑步机的速度调节往往不够灵活，用户往往需要手动推动跑步机或按下固定速度的按钮。而基于STM32的控制系统可以通过编码器等传感器实时检测跑步机的速度，并根据用户的设定值进行精确调整。这样，用户可以根据自己的身体状况和健身目标调整运行速度，获得更加个性化的运动体验。
其次，倾斜角度的控制也是基于STM32的跑步机系统的重要特点。传统跑步机往往只能固定在一种平面上运行，无法模拟户外跑步的不同地形和坡度。而跑步机的倾斜角度对运动强度、肌肉训练效果等有着重要影响。基于STM32的控制系统可以通过倾斜传感器实时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。用户可以根据自己的喜好和需求，模拟不同地形和坡度的跑步环境，增加运动的趣味性和挑战性。
此外，基于STM32的跑步机控制系统还可以提供多样化的运动模式。传统跑步机往往只有单一的手动模式，缺乏运动变化的刺激性。而基于STM32的系统可以通过人机界面和按钮等输入方式，为用户提供多种运动模式的选择，如手动模式、自动模式和预设模式等。用户可以根据自己的需要和健身目标选择不同的运动模式，享受到更加多样化和个性化的运动体验。
综上所述，基于STM32的跑步机控制系统设计在实际意义上有着重要的作用。它可以满足用户对个性化、多功能运动设备的需求，提升用户的健身体验和健康效果。预计该设计可以在室内健身行业获得广泛应用，并对人们的身体健康起到积极促进作用。
1.2 国内外研究现状
在基于STM32的跑步机控制系统设计领域，国内外已经涌现了许多相关研究，不同学者和工程师们从不同的角度进行了深入探索与实践。
国内方面，研究者们在跑步机控制系统设计方面进行了一系列的研究和应用。例如，有学者通过使用STM32作为主控芯片，结合编码器和电机的闭环控制技术，成功实现了对跑步机速度和倾斜角度的精确控制。此外，还有研究者通过添加心率监测传感器，实现了对用户心率的实时监测和调节功能，以提供更加个性化的运动体验。这些研究成果在家庭和商用跑步机上都得到了广泛的应用。
国外方面，同样有许多研究者在基于STM32的跑步机控制系统设计方面取得了重要进展。例如，有研究者通过使用STM32作为主控单元，集成了多个传感器和执行器，并实现了对跑步机的多重控制功能，如速度、倾斜角度和负荷等。另外，还有研究者利用STM32的丰富外设资源，实现了对跑步机的远程监控和数据传输，为用户提供了更便捷的运动管理和分析功能。这些研究成果在健身俱乐部和专业运动场所等领域得到了广泛应用。
总体而言，国内外对基于STM32的跑步机控制系统设计的研究已经取得了显著的进展。通过采用STM32作为主控单元，结合传感器和执行器的应用，实现了对跑步机运动参数的精确控制和个性化调节。此外，一些研究还在系统中加入了其他功能模块，如心率监测、远程监控和数据分析等，为用户提供了更加全面和便捷的健身体验。这些研究成果为跑步机控制系统的发展提供了宝贵的经验和借鉴，为今后的研究和应用奠定了基础。
然而，尽管已经取得了部分研究成果，基于STM32的跑步机控制系统设计仍有待深入研究和完善。未来的研究可以进一步优化系统的功能和性能，提高控制的精确度和稳定性，以满足用户的不同需求和提升运动体验。
1.3 课题主要内容
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
