短跑训练机监测系统的设计与研究

论文摘要

短跑是速度、力量和技术等元素的综合表现形式。对于一名短跑运动员而言,要想取得优异的成绩,则必须将该项运动中的主要元素有效的结合起来。随着科学技术的不断进步,哑铃负重练习、跳跃练习等,强调下肢锻炼,忽视上肢的动作配合的传统训练手段,已不再满足竞技体育发展的需要。本课题在分析了教练员实际教学中对运动员的训练要求,总结了短跑项目动作爆发力强、位移速度快、技术动作协调性高等特点之后,确定了课题所需开发的各项功能。最终,在普通跑步机的基础上,开发出适用于短跑项目教学的专业跑步机——短跑训练机。短跑训练机提供短跑运动员跑步过程中的力量数据,使教练及时了解运动员的后蹬力量,为后期制订训练计划提供理论依据。有利于教练员在运动员训练过程中及时发现并纠正运动员的不良习惯动作和错误动作。短跑训练机监测系统的开发,打破了传统的短跑训练手段,综合加强了短跑运动员步长和步频的专项训练,规范了运动员上下肢的动作配合。本文详细介绍了短跑训练机监测系统的总体设计思路和框架,具体阐述了数据采集模块、数据存储模块、输入输出模块三大功能模块的功能及相互之间的关系。数据采集模块以STC89C51RC单片机（A机）、12位的AD678、TJL-1F型拉力传感器、时钟芯片PCF8583为核心,实现运动员后蹬力量数据的智能化定时采集,数据存储模块以STC89C51RC单片机（B机）、外部存储器AT28C256、U盘接口芯片PB357A为核心,实现了数据由外部存储器到U盘的转存,增加了系统数据的移植性。输入输出模块为系统提供人机交互界面,通过输入模块调整系统参数,输出模块使用LED和液晶显示器,分别标识系统的运行状态和显示采集的数据、时间等信息。最后,在PC机中编写VC程序生成对话框,以图形方式显示数据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 选题依据
• 1.3 课题的国内外研究现状
• 1.3.1 欧美跑步机的研究现状
• 1.3.2 我国跑步机的研究现状
• 1.4 课题的研究目的及意义
• 1.5 课题的主要研究内容
• 1.6 课题研究的创新点
• 第2章 短跑训练机系统总体设计
• 2.1 短跑训练机的基本结构
• 2.2 控制系统的功能及要求
• 2.2.1 数据采集的功能及要求
• 2.2.2 数据存储的功能及要求
• 2.2.3 输入输出模块的功能及要求
• 2.3 短跑训练机监测系统的总体组成设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 短跑训练机监测系统的硬件设计
• 3.1 单片机的选择
• 3.2 数据采集模块电路设计
• 3.2.1 拉力传感器的选择
• 3.2.2 A/D 转换电路设计
• 3.2.3 时钟电路设计
• 3.3 输入输出模块电路设计
• 3.3.1 输入模块电路设计
• 3.3.2 输出模块电路设计
• 3.4 数据存储模块电路设计
• 3.4.1 外部数据存储器电路设计
• 3.4.2 USB 接口电路设计
• 3.5 双机通信电路设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 短跑训练机监测系统的软件设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 编程语言的选择
• 4.1.2 单片机数据存储器的资源分配
• 4.2 主程序的设计
• 4.3 数据采集模块软件设计
• 4.3.1 A/D 转换程序
• 4.3.2 软件滤波程序
• 4.3.3 PCF8583 读写程序
• 4.4 输入输出模块软件设计
• 4.4.1 键盘中断处理程序
• 4.4.2 显示程序
• 4.5 数据存储模块软件设计
• 4.5.1 AT28C256 读写程序
• 4.5.2 USB 接口软件设计
• 4.6 双机通讯软件设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 VC 界面及数据处理
• 5.1 VC 软件介绍
• 5.2 软件界面及功能
• 5.3 结果说明
• 5.4 本章小结
• 第6章 系统的抗干扰技术
• 6.1 硬件抗干扰技术
• 6.1.1 单片机的抗干扰技术
• 6.1.2 PCB 板的抗干扰技术
• 6.2 软件抗干扰技术
• 6.2.1 程序监视定时器
• 6.2.2 指令冗余技术
• 6.2.3 软件陷阱技术
• 6.2.4 数字量输入软件抗干扰技术
• 第7章 课题的总结与展望
• 参考文献
• 附录
• 详细摘要