專利名稱：便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器。
背景技術(shù)：
經(jīng)常出外進(jìn)行戶外旅游活動對人體有很大的好處，從醫(yī)學(xué)角度來說，它對人的視力、心肺功能、四肢協(xié)調(diào)能力、體內(nèi)多余脂肪的消耗、延緩人體衰老等五個(gè)方面有直接的益處。但是目前戶外旅游方面的電子產(chǎn)品還是比較少的，而且現(xiàn)有的一些電子產(chǎn)品只具有單個(gè)功能，這樣對于用戶來書，戶外出行就比較繁瑣，并且使用起來不是很方便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其設(shè)計(jì)新穎合理，攜帶方便，使用操作便捷，智能化程度高，功能完備，功耗低，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于包括微處理器模塊和給各用電模塊供電的電源管理模塊，所述微處理器模塊的輸入端接有用于提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號的時(shí)鐘模塊、用于輸入顯示控制參數(shù)的按鍵控制模塊、用于檢測行走步數(shù)的計(jì)步器模塊、用于檢測攀登高度的高度計(jì)模塊、用于檢測溫度的溫度計(jì)模塊和用于檢測方位的電子羅盤模塊，所述微處理器模塊的輸出端接有用于根據(jù)按鍵控制模塊輸入的顯示控制參數(shù)顯示檢測結(jié)果的顯示模塊。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述電子羅盤模塊包括磁阻傳感器模塊、與磁阻傳感器模塊相接的放大電路模塊和與放大電路模塊相接的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊與微處理器模塊相接。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述微處理器模塊為低功耗的ARM Cortex-M3微處理器STM32F103RE，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊集成在所述微處理器 STM32F103RE 內(nèi)部。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述電源管理模塊包括電池組T， 芯片UC842，芯片ADP3334，芯片TPS76933，芯片TPS76950，芯片REF3025，整流二極管Dl和 D2，肖特基二極管D3，電阻Rl、R2、R3和R4，電感Ll，無極性電容Cl、C2、C3、C4、C6、C7、C9、 C10、C24、C25、(^6和C28，極性電容C5、C8、C11和C27，以及電感磁珠LBULB2和LB3 ；所述芯片UC842的引腳1通過整流二極管Dl與芯片ADP3334的引腳3和引腳4、電感Ll的一端、極性電容C8的正極、無極性電容C7的一端和電阻R2的一端相接，所述芯片UC842的引腳1通過無極性電容Cl與電感Ll的另一端、芯片UC842的引腳6和肖特基二極管D3的負(fù)極相接，所述電阻R2的另一端與芯片UC842的引腳3和電阻R4的一端相接，所述芯片 LM2842的引腳4通過整流二極管D2與電池組T的正極相接且與芯片UC842的引腳5和無極性電容C6的一端相接；所述芯片ADP3334的引腳5和引腳6均與電阻Rl的一端、無極性電容C4的一端、芯片TPS76933的引腳1和芯片TPS76950的引腳1相接，所述電阻Rl的另一端和無極性電容C4的另一端均與電阻R3的一端和芯片ADP3334的引腳7相接；所述芯片TPS76933的引腳5與無極性電容C3的一端、極性電容C5的正極和電感磁珠LBl的一端相接，所述電感磁珠LBl的另一端通過無極性電容C2接數(shù)字地DGND ；所述芯片TPS76950的引腳5與無極性電容CO的一端、極性電容Cll的正極和電感磁珠LB2的一端相接，所述電感磁珠LB2的另一端通過無極性電容C9接數(shù)字地DGND ；所述芯片REF3025的引腳1、電容 C24的一端和電容C25的一端均與芯片TPS76933的引腳5相接，所述芯片REF3025的引腳 2與無極性電容C26的一端、極性電容C27的正極和電感磁珠LB3的一端相接，所述電感磁珠LB3的另一端通過無極性電容以8接數(shù)字地DGND ；所述電池組T的負(fù)極、極性電容C8的負(fù)極、無極性電容C7的另一端、肖特基二極管D3的正極、電阻R4的另一端、芯片UC842的引腳2、無極性電容C6的另一端、芯片ADP3334的引腳1和引腳2、電阻R3的另一端、芯片 TPS76933的引腳2和引腳3、芯片TPS76950的引腳2和引腳3、無極性電容C3的另一端、 極性電容C5的負(fù)極、無極性電容ClO的另一端、極性電容Cll的負(fù)極、芯片REF3025的引腳 3、無極性電容CM的另一端、無極性電容C25的另一端、無極性電容的另一端和極性電容C27的負(fù)極均接模擬地GND ；所述芯片TPS76933的引腳5為電源管理模塊的+3. 3V模擬電壓輸出端+3. 3VA，所述電感磁珠LBl的另一端為電源管理模塊的+3. 3V數(shù)字電壓輸出端 +3. 3VD，所述芯片TPS76950的引腳5為電源管理模塊的+5. OV模擬電壓輸出端+5. 0VA，所述電感磁珠LB2的另一端為電源管理模塊的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. 0VD，所述電感磁珠 LB3的一端為電源管理模塊的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA，所述電感磁珠LB3的另一端為電源管理模塊的+2. 5V數(shù)字電壓輸出端+2. 5VD。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述計(jì)步器模塊包括三軸加速度計(jì)ADXL345以及無極性電容C12和C13 ；所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳1與電源管理模塊的+2. 5V數(shù)字電壓輸出端+2. 5VD相接且通過無極性電容C12接數(shù)字地DGND，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳2、引腳4和引腳5以及無極性電容C13的一端均接模擬地GND，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳6和無極性電容C13的另一端均與電源管理模塊的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳7與微處理器STM32F103RE 的引腳20相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳8與微處理器STM32F103RE的引腳M相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳9與微處理器STM32F103RE的引腳25相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳12與微處理器STM32F103RE的引腳22相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳13與微處理器STM32F103RE的引腳23相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345 的引腳14與微處理器STM32F103RE的引腳21相接。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述高度計(jì)模塊包括芯片 MS5534B和無極性電容C14 ；所述芯片MS5534B的引腳1接模擬地GND，所述芯片MS5534B 的引腳2與微處理器STM32F103RE的引腳34相接，所述芯片MS5534B的引腳3與微處理器STM32F103RE的引腳35相接，所述芯片MS5534B的引腳4與微處理器STM32F103RE的引腳36相接，所述芯片MS5534B的引腳5與微處理器STM32F103RE的引腳33相接，所述芯片 MS5534B的引腳6與電源管理模塊的+3. 3V模擬電壓輸出端+3. 3VA相接且通過無極性電容 C14接模擬地GND。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述溫度計(jì)模塊包括芯片 DS18B20和無極性電容C15，所述芯片DS18B20的引腳1接模擬地GND，所述芯片DS18B20的
6引腳2與微處理器STM32F103RE的引腳四相接，所述芯片DS18B20的引腳3通過無極性電容Cl5接模擬地GND。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述磁阻傳感器模塊包括芯片 HMC1022,芯片IRF7105,電阻R5和R6,以及無極性電容C16、C17、C18、C19、C20和C21 ；所述放大電路模塊包括第一芯片AD620、第二芯片AD620，電容C22和C29，以及電阻R7、R8、R9、 R1UR12和R13 ；所述芯片HMC1022的引腳2與第一芯片AD620的引腳3和電阻R8的一端相接，所述芯片HMC1022的引腳3和引腳6、第一芯片AD620的引腳7、第二芯片AD620的引腳7、無極性電容C21的一端、無極性電容C22的一端和無極性電容C29的一端均與電源管理模塊的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳4與第一芯片AD620 的引腳2相接且通過電阻R7與電源管理模塊的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳5與第二芯片AD620的引腳2相接且通過電阻Rll與電源管理模塊的 +5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳8通過無極性電容C20與芯片IRF7105的引腳1、引腳2、引腳3和引腳4以及無極性電容C19的一端相接，所述無極性電容C19的另一端與芯片HMC1022的引腳14相接，所述芯片HMC1022的引腳12與第二芯片 AD620的引腳3和電阻R12的一端相接；所述芯片IRF7105的引腳6與無極性電容C17的一端和微處理器STM32F103RE的引腳56相接，所述芯片IRF7105的引腳7與電阻R6的一端和無極性電容C16的一端相接，所述芯片IRF7105的引腳8與電阻R5的一端和無極性電容 C17的另一端相接，所述電阻R6的另一端、電阻R5的另一端和無極性電容C18的一端均與電源管理模塊的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接；所述第一芯片AD620的引腳1通過電阻R9與第一芯片AD620的引腳8相接，所述第二芯片AD620的引腳1通過電阻R13與第二芯片AD620的引腳8相接，所述第一芯片AD620的引腳5和第二芯片AD620的引腳5均與電源管理模塊的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA相接，所述第一芯片AD620的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳15相接，所述第二芯片AD620的引腳6與微處理器STM32F103RE 的引腳16相接；所述芯片HMC1022的引腳7、引腳9引腳13和引腳15、電阻R8的另一端、 電阻R12的另一端、無極性電容C21的另一端、無極性電容C22的另一端、無極性電容C29 的另一端、第一芯片AD620的引腳4、第二芯片AD620的引腳4、芯片IRF7105的引腳5、無極性電容C16的另一端和無極性電容C18的另一端接均接模擬地GND。上述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述顯示模塊包括芯片IXD1206、 電容C23，電阻RlO和滑動變阻器Rll ；所述芯片IXD1206的引腳2和滑動變阻器Rll的一個(gè)固定端均與電源管理模塊的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. OVD相接，所述芯片IXD1206的引腳 3與滑動變阻器Rll的另一個(gè)固定端和電阻RlO的一端相接，所述芯片IXD1206的引腳4與微處理器STM32F103RE的引腳61相接，所述芯片LCD1206的引腳5與微處理器STM32F103RE 的引腳62相接，所述芯片IXD1206的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳57相接，所述芯片IXD1206的引腳7 14對應(yīng)與微處理器STM32F103RE的引腳56 49相接，所述芯片 IXD1206的引腳15和無極性電容C23的一端均與電源管理模塊的+5. OV數(shù)字電壓輸出端 +5. OVD相接，所述芯片LCD 1206的引腳1、電阻RlO的另一端、芯片LCD 1206的引腳16和無極性電容C23的另一端均接數(shù)字地DGND。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型采用模塊化的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)新穎合理，體積小，重量輕，便于攜帶。[0015]2、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對用戶運(yùn)動步數(shù)、當(dāng)前時(shí)間、高度、溫度、方位等數(shù)據(jù)的同步測量，測量精度高，穩(wěn)定性好，還能根據(jù)用戶需求通過顯示模塊顯示所測數(shù)據(jù)，使用操作便捷，智能化程度高，功能完備。3、本實(shí)用新型能夠給戶外運(yùn)動帶來更多的樂趣，且提高了戶外運(yùn)動的安全性。4、本實(shí)用新型的功耗低，便于用戶長時(shí)間使用。5、本實(shí)用新型的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，攜帶方便，使用操作便捷，智能化程度高，功能完備，功耗低，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。 圖2為本實(shí)用新型微處理器模塊的電路原理圖。 圖3為本實(shí)用新型電源管理模塊的電路原理圖。 圖4為本實(shí)用新型計(jì)步器模塊的電路原理圖。 圖5為本實(shí)用新型高度計(jì)模塊的電路原理圖。 圖6為本實(shí)用新型溫度計(jì)模塊的電路原理圖。 圖7為本實(shí)用新型磁阻傳感器模塊的電路原理圖, 圖8為本實(shí)用新型放大電路模塊的電路原理圖。 圖9為本實(shí)用新型顯示模塊的電路原理圖。 附圖標(biāo)記說明
1-微處理器模塊； 4-按鍵控制模塊；
7-溫度計(jì)模塊；
8-2-放大電路模塊
2-電源管理模塊； 3-時(shí)鐘模塊； 5-計(jì)步器模塊；6-高度計(jì)模塊；
8-電子羅盤模塊； 8-1-磁阻傳感器模塊 8-3-A/D轉(zhuǎn)換電路模塊；9-顯示模塊。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括微處理器模塊1和給各用電模塊供電的電源管理模塊2，所述微處理器模塊1的輸入端接有用于提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號的時(shí)鐘模塊3、用于輸入顯示控制參數(shù)的按鍵控制模塊4、用于檢測行走步數(shù)的計(jì)步器模塊5、用于檢測攀登高度的高度計(jì)模塊6、用于檢測溫度的溫度計(jì)模塊7和用于檢測方位的電子羅盤模塊8，所述微處理器模塊1的輸出端接有用于根據(jù)按鍵控制模塊4輸入的顯示控制參數(shù)顯示檢測結(jié)果的顯示模塊9。本實(shí)施例中，所述電子羅盤模塊8包括磁阻傳感器模塊8-1、與磁阻傳感器模塊 8-1相接的放大電路模塊8-2和與放大電路模塊8-2相接的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊8_3，所述A/ D轉(zhuǎn)換電路模塊8-3與微處理器模塊1相接。如圖2所示，本實(shí)施例中，所述微處理器模塊1為低功耗的ARMCorteX-M3微處理器STM32F103RE，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊8_3集成在所述微處理器STM32F103RE內(nèi)部。微處理器STM32F103RE使用高性能的ARM Cortex_M3 32位的RISC內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲器(高達(dá)128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM)和2個(gè)12位的 ADC0微處理器STM32F103RE支持三種低功耗模式，可以在要求低功耗、短啟動時(shí)間和多種喚醒事件之間達(dá)到最佳的平衡。如圖3所示，本實(shí)施例中，所述電源管理模塊2包括電池組T，芯片UC842，芯片 ADP3334，芯片TPS76933，芯片TPS76950，芯片REF3025，整流二極管Dl和D2，肖特基二極管 D3,電阻 Rl、R2、R3 和 R4,電感 Li，無極性電容 Cl、C2、C3、C4、C6、C7、C9、CIO、C24、C25、C26 和C28，極性電容C5、C8、C11和C27，以及電感磁珠LB1、LB2和LB3 ；所述芯片LM2842的引腳1通過整流二極管Dl與芯片ADP3334的引腳3和引腳4、電感Ll的一端、極性電容C8的正極、無極性電容C7的一端和電阻R2的一端相接，所述芯片UC842的引腳1通過無極性電容Cl與電感Ll的另一端、芯片UC842的引腳6和肖特基二極管D3的負(fù)極相接，所述電阻R2的另一端與芯片UC842的引腳3和電阻R4的一端相接，所述芯片UC842的引腳4通過整流二極管D2與電池組T的正極相接且與芯片UC842的引腳5和無極性電容C6的一端相接；所述芯片ADP3334的引腳5和引腳6均與電阻Rl的一端、無極性電容C4的一端、 芯片TPS76933的引腳1和芯片TPS76950的引腳1相接，所述電阻Rl的另一端和無極性電容C4的另一端均與電阻R3的一端和芯片ADP3334的引腳7相接；所述芯片TPS76933的引腳5與無極性電容C3的一端、極性電容C5的正極和電感磁珠LBl的一端相接，所述電感磁珠LBl的另一端通過無極性電容C2接數(shù)字地DGND ；所述芯片TPS76950的引腳5與無極性電容CO的一端、極性電容Cll的正極和電感磁珠LB2的一端相接，所述電感磁珠LB2的另一端通過無極性電容C9接數(shù)字地DGND ；所述芯片REF3025的引腳1、電容C24的一端和電容C25的一端均與芯片TPS76933的引腳5相接，所述芯片REF3025的引腳2與無極性電容 C26的一端、極性電容C27的正極和電感磁珠LB3的一端相接，所述電感磁珠LB3的另一端通過無極性電容以8接數(shù)字地DGND ；所述電池組T的負(fù)極、極性電容C8的負(fù)極、無極性電容C7的另一端、肖特基二極管D3的正極、電阻R4的另一端、芯片UC842的引腳2、無極性電容C6的另一端、芯片ADP3334的引腳1和引腳2、電阻R3的另一端、芯片TPS76933的引腳2和引腳3、芯片TPS76950的引腳2和引腳3、無極性電容C3的另一端、極性電容C5的負(fù)極、無極性電容ClO的另一端、極性電容Cll的負(fù)極、芯片REF3025的引腳3、無極性電容 C24的另一端、無極性電容C25的另一端、無極性電容C26的另一端和極性電容C27的負(fù)極均接模擬地GND ；所述芯片TPS76933的引腳5為電源管理模塊2的+3. 3V模擬電壓輸出端 +3. 3VA，所述電感磁珠LBl的另一端為電源管理模塊2的+3. 3V數(shù)字電壓輸出端+3. 3VD，所述芯片TPS76950的引腳5為電源管理模塊2的+5. OV模擬電壓輸出端+5. 0VA，所述電感磁珠LB2的另一端為電源管理模塊2的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. 0VD，所述電感磁珠LB3的一端為電源管理模塊2的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA，所述電感磁珠LB3的另一端為電源管理模塊2的+2. 5V數(shù)字電壓輸出端+2. 5VD。具體地，電池組T本可采用兩節(jié)7號電池構(gòu)成，方便運(yùn)動者在戶外及時(shí)更換。為了提高電源的利用率，采用DC-DC升壓式開關(guān)電源芯片UC842，將電源電壓升至6v左右，然后采用電壓基準(zhǔn)芯片ADP3334將電壓將至5. 5v左右，這樣保證了電源的穩(wěn)定性，最后一級采用LDO電源芯片TPS76933和TPS76950，得到其它器件所需要的電壓，其中模擬電壓和數(shù)字電壓用電感磁珠隔離，從而更好的實(shí)現(xiàn)模擬與數(shù)字部分的隔離。 如圖4所示，本實(shí)施例中，所述計(jì)步器模塊5包括三軸加速度計(jì)ADXL345以及無極
9性電容C12和C13 ；所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳1與電源管理模塊2的+2. 5V數(shù)字電壓輸出端+2. 5VD相接且通過無極性電容C12接數(shù)字地DGND，所述三軸加速度計(jì)ADXL345 的引腳2、引腳4和引腳5以及無極性電容C13的一端均接模擬地GND，所述三軸加速度計(jì) ADXL345的引腳6和無極性電容C13的另一端均與電源管理模塊2的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳7與微處理器STM32F103RE的引腳20 相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳8與微處理器STM32F103RE的引腳M相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳9與微處理器STM32F103RE的引腳25相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳12與微處理器STM32F103RE的引腳22相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345 的引腳13與微處理器STM32F103RE的引腳23相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳14 與微處理器STM32F103RE的引腳21相接。其中，ADXL345是一款出色的三軸加速度計(jì)，非常適合計(jì)步器應(yīng)用。它在檢測模式下的功耗僅40 μ Α,待機(jī)模式下為0. 1 μ A，堪稱電池供電產(chǎn)品的理想之選。嵌入式FIFO極大地減輕了主處理器的負(fù)荷，使功耗顯著降低。此外，可以利用可選的輸出數(shù)據(jù)速率進(jìn)行定時(shí)，從而取代微處理器STM32F103RE中的定時(shí)器。13位分辨率可以檢測非常小的峰峰值變化，為開發(fā)高精度計(jì)步器模塊5創(chuàng)造了條件。用戶可以將計(jì)步器模塊5戴在腰部，檢測腰部的振動情況并將所檢測到的信號輸出給微處理器STM32F103RE，經(jīng)微處理器STM32F103RE 分析處理后便可得出運(yùn)動者的運(yùn)動步數(shù)。如圖5所示，本實(shí)施例中，所述高度計(jì)模塊6包括芯片MS5534B和無極性電容 C14 ；所述芯片MS5534B的引腳1接模擬地GND，所述芯片MS5534B的引腳2與微處理器 STM32F103RE的引腳34相接，所述芯片MS5534B的引腳3與微處理器STM32F103RE的引腳35相接，所述芯片MS5534B的引腳4與微處理器STM32F103RE的引腳36相接，所述芯片MS5534B的引腳5與微處理器STM32F103RE的引腳33相接，所述芯片MS5534B的引腳6 與電源管理模塊2的+3. 3V模擬電壓輸出端+3. 3VA相接且通過無極性電容C14接模擬地 GND。其中，芯片MS5534B是基于MEMS技術(shù)的數(shù)字壓力傳感器，內(nèi)部集成了絕對壓力傳感器、電阻式溫度傳感器、數(shù)據(jù)選擇器、15位A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字濾波器及數(shù)據(jù)存儲器，芯片 MS5534B可通過3線串行接口與微處理器進(jìn)行通信。MS5534B供電電壓為2. 2V 3. 6V，低電流，壓力檢測范圍為IkPa IlOkPa,工作時(shí)鐘為30kHz 35kHz。本實(shí)用新型中的高度計(jì)模塊6利用高度升高，大氣壓力減小的規(guī)律進(jìn)行工作，微處理器STM32F103RE對數(shù)字壓力傳感器MS5534B檢測到的壓力值通過分析處理得到高度值。如圖6所示，本實(shí)施例中，所述溫度計(jì)模塊7包括芯片DS18B20和無極性電容 C15，所述芯片DS18B20的引腳1接模擬地GND，所述芯片DS18B20的引腳2與微處理器 STM32F103RE的引腳四相接，所述芯片DS18B20的引腳3通過無極性電容C15接模擬地 GND。其中，芯片DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9 12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20采用的是I-Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，使用方便，測溫精度高。如圖7和圖8所示，本實(shí)施例中，所述磁阻傳感器模塊8-1包括芯片HMC1022，芯片IRF7105,電阻R5和R6，以及無極性電容C16、C17、C18、C19、C20和C21 ；所述放大電路模塊8-2包括第一芯片AD620、第二芯片AD620，電容C22和C29，以及電阻R7、R8、R9、R11、 R12和R13 ；所述芯片HMC1022的引腳2與第一芯片AD620的引腳3和電阻R8的一端相接， 所述芯片HMC1022的引腳3和引腳6、第一芯片AD620的引腳7、第二芯片AD620的引腳7、 無極性電容C21的一端、無極性電容C22的一端和無極性電容C29的一端均與電源管理模塊2的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳4與第一芯片AD620 的引腳2相接且通過電阻R7與電源管理模塊2的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳5與第二芯片AD620的引腳2相接且通過電阻Rll與電源管理模塊 2的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳8通過無極性電容C20 與芯片IRF7105的引腳1、引腳2、引腳3和引腳4以及無極性電容C19的一端相接，所述無極性電容C19的另一端與芯片HMC1022的引腳14相接，所述芯片HMC1022的引腳12與第二芯片AD620的引腳3和電阻R12的一端相接；所述芯片IRF7105的引腳6與無極性電容 C17的一端和微處理器STM32F103RE的引腳56相接，所述芯片IRF7105的引腳7與電阻R6 的一端和無極性電容C16的一端相接，所述芯片IRF7105的引腳8與電阻R5的一端和無極性電容C17的另一端相接，所述電阻R6的另一端、電阻R5的另一端和無極性電容C18的一端均與電源管理模塊2的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接；所述第一芯片AD620的引腳1通過電阻R9與第一芯片AD620的引腳8相接，所述第二芯片AD620的引腳1通過電阻 R13與第二芯片AD620的引腳8相接，所述第一芯片AD620的引腳5和第二芯片AD620的引腳5均與電源管理模塊2的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA相接，所述第一芯片AD620的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳15相接，所述第二芯片AD620的引腳6與微處理器 STM32F103RE的引腳16相接；所述芯片HMC1022的引腳7、引腳9引腳13和引腳15、電阻 R8的另一端、電阻R12的另一端、無極性電容C21的另一端、無極性電容C22的另一端、無極性電容C29的另一端、第一芯片AD620的引腳4、第二芯片AD620的引腳4、芯片IRF7105的引腳5、無極性電容C16的另一端和無極性電容C18的另一端接均接模擬地GND。其中，芯片HMC1022是利用磁阻效應(yīng)構(gòu)成的AMR各項(xiàng)異性磁阻傳感器，在外部磁場的作用下，磁阻的變化引起輸出電壓(Vout+和Vout-)的變化，并直接表示磁場的強(qiáng)度。如圖9所示，本實(shí)施例中，所述顯示模塊9包括芯片IXD1206、電容C23，電阻RlO 和滑動變阻器Rll ；所述芯片IXD1206的引腳2和滑動變阻器Rll的一個(gè)固定端均與電源管理模塊2的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. OVD相接，所述芯片IXD1206的引腳3與滑動變阻器Rll的另一個(gè)固定端和電阻RlO的一端相接，所述芯片IXD1206的引腳4與微處理器 STM32F103RE的引腳61相接，所述芯片LCD1206的引腳5與微處理器STM32F103RE的引腳62相接，所述芯片LCD 1206的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳57相接，所述芯片IXD1206的引腳7 14對應(yīng)與微處理器STM32F103RE的引腳56 49相接，所述芯片 IXD1206的引腳15和無極性電容C23的一端均與電源管理模塊2的+5. OV數(shù)字電壓輸出端 +5. OVD相接，所述芯片LCD 1206的引腳1、電阻RlO的另一端、芯片LCD 1206的引腳16和無極性電容C23的另一端均接數(shù)字地DGND。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種在戶外運(yùn)動時(shí)所使用的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，當(dāng)進(jìn)行戶外運(yùn)動時(shí)，用戶可以將該儀器插別在腰帶上，計(jì)步器模塊5所檢測到的行走步數(shù)數(shù)據(jù)、高度計(jì)模塊6所檢測到的高度數(shù)據(jù)、溫度計(jì)模塊7所檢測到的溫度數(shù)據(jù)和電子羅盤模塊8所檢測到的方位數(shù)據(jù)均輸出給微處理器模塊1，經(jīng)過微處理器模塊1對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，得出當(dāng)前用戶所在位置處用戶的運(yùn)動步數(shù)、當(dāng)前的時(shí)間、高度、溫度、方位等具體的數(shù)據(jù)，同時(shí)，微處理器模塊1還可以根據(jù)按鍵控制模塊4輸入的顯示控制參數(shù)控制顯示模塊9顯示相應(yīng)的檢測結(jié)果，從而為用戶外出提供了極大地方便。具體的，電子羅盤模塊8檢測方位數(shù)據(jù)的過程是磁阻傳感器模塊8-1測得用戶所在位置處X方向和Y方向的信號并輸出給放大電路模塊8-2模塊進(jìn)行放大后再輸出給集成在所述微處理器STM32F103RE內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊8_3進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后再由微處理器模塊1對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得出用戶當(dāng)前的方位數(shù)據(jù)。另外，通過操作按鍵控制模塊 4，還可以控制該儀器進(jìn)入低功耗模式，延長其待機(jī)時(shí)間，方便用戶長時(shí)間使用。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于包括微處理器模塊(1)和給各用電模塊供電的電源管理模塊O)，所述微處理器模塊(1)的輸入端接有用于提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號的時(shí)鐘模塊(3)、用于輸入顯示控制參數(shù)的按鍵控制模塊G)、用于檢測行走步數(shù)的計(jì)步器模塊(5)、用于檢測攀登高度的高度計(jì)模塊(6)、用于檢測溫度的溫度計(jì)模塊(7)和用于檢測方位的電子羅盤模塊(8)，所述微處理器模塊(1)的輸出端接有用于根據(jù)按鍵控制模塊 (4)輸入的顯示控制參數(shù)顯示檢測結(jié)果的顯示模塊(9)。
2.按照權(quán)利要求1所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述電子羅盤模塊 (8)包括磁阻傳感器模塊(8-1)、與磁阻傳感器模塊(8-1)相接的放大電路模塊(8-2)和與放大電路模塊(8- 相接的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(8-3)，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(8- 與微處理器模塊(1)相接。
3.按照權(quán)利要求2所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述微處理器模塊 (1)為低功耗的ARM Cortex-M3微處理器STM32F103RE，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(8_3)集成在所述微處理器STM32F103RE內(nèi)部。
4.按照權(quán)利要求3所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述電源管理模土夬(2)包括電池組T，芯片UC842，芯片ADP3334，芯片TPS76933，芯片TPS76950，芯片 REF3025，整流二極管Dl和D2，肖特基二極管D3，電阻R1、R2、R3和R4，電感Li，無極性電容 Cl、C2、C3、C4、C6、C7、C9、CIO、C24、C25、C26 和 C28，極性電容 C5、C8、Cll 和 C27,以及電感磁珠LB1、LB2和LB3 ；所述芯片UC842的引腳1通過整流二極管Dl與芯片ADP3334的引腳3和引腳4、電感Ll的一端、極性電容C8的正極、無極性電容C7的一端和電阻R2的一端相接，所述芯片IiC842的引腳1通過無極性電容Cl與電感Ll的另一端、芯片UC842 的引腳6和肖特基二極管D3的負(fù)極相接，所述電阻R2的另一端與芯片UC842的引腳3和電阻R4的一端相接，所述芯片UC842的引腳4通過整流二極管D2與電池組T的正極相接且與芯片UC842的引腳5和無極性電容C6的一端相接；所述芯片ADP3334的引腳5和引腳6均與電阻Rl的一端、無極性電容C4的一端、芯片TPS76933的引腳1和芯片TPS76950 的引腳1相接，所述電阻Rl的另一端和無極性電容C4的另一端均與電阻R3的一端和芯片 ADP3334的引腳7相接；所述芯片TPS76933的引腳5與無極性電容C3的一端、極性電容C5 的正極和電感磁珠LBl的一端相接，所述電感磁珠LBl的另一端通過無極性電容C2接數(shù)字地DGND ；所述芯片TPS76950的引腳5與無極性電容CO的一端、極性電容Cll的正極和電感磁珠LB2的一端相接，所述電感磁珠LB2的另一端通過無極性電容C9接數(shù)字地DGND ；所述芯片REF3025的引腳1、電容C24的一端和電容C25的一端均與芯片TPS76933的引腳5 相接，所述芯片REF3025的引腳2與無極性電容以6的一端、極性電容C27的正極和電感磁珠LB3的一端相接，所述電感磁珠LB3的另一端通過無極性電容以8接數(shù)字地DGND ；所述電池組T的負(fù)極、極性電容C8的負(fù)極、無極性電容C7的另一端、肖特基二極管D3的正極、 電阻R4的另一端、芯片UC842的引腳2、無極性電容C6的另一端、芯片ADP3334的引腳1 和引腳2、電阻R3的另一端、芯片TPS76933的引腳2和引腳3、芯片TPS76950的引腳2和引腳3、無極性電容C3的另一端、極性電容C5的負(fù)極、無極性電容ClO的另一端、極性電容 Cll的負(fù)極、芯片REF3025的引腳3、無極性電容C24的另一端、無極性電容C25的另一端、 無極性電容C26的另一端和極性電容C27的負(fù)極均接模擬地GND ；所述芯片TPS76933的引腳5為電源管理模塊O)的+3. 3V模擬電壓輸出端+3. 3VA，所述電感磁珠LBl的另一端為電源管理模塊O)的+3.3V數(shù)字電壓輸出端+3.3VD，所述芯片TPS76950的引腳5為電源管理模塊O)的+5. OV模擬電壓輸出端+5. 0VA，所述電感磁珠LB2的另一端為電源管理模塊O)的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. 0VD，所述電感磁珠LB3的一端為電源管理模塊O)的 +2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA，所述電感磁珠LB3的另一端為電源管理模塊O)的+2. 5V 數(shù)字電壓輸出端+2. 5VD。
5.按照權(quán)利要求4所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述計(jì)步器模塊(5) 包括三軸加速度計(jì)ADXL345以及無極性電容C12和C13 ；所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳 1與電源管理模塊( 的+2. 5V數(shù)字電壓輸出端+2. 5VD相接且通過無極性電容C12接數(shù)字地DGND，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳2、引腳4和引腳5以及無極性電容C13的一端均接模擬地GND，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳6和無極性電容C13的另一端均與電源管理模塊O)的+2.5V模擬電壓輸出端+2.5VA相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳7 與微處理器STM32F103RE的引腳20相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳8與微處理器 STM32F103RE的引腳M相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳9與微處理器STM32F103RE 的引腳25相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳12與微處理器STM32F103RE的引腳22 相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳13與微處理器STM32F103RE的引腳23相接，所述三軸加速度計(jì)ADXL345的引腳14與微處理器STM32F103RE的引腳21相接。
6.按照權(quán)利要求4所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述高度計(jì)模塊(6) 包括芯片MS5534B和無極性電容C14 ；所述芯片MS5534B的引腳1接模擬地GND，所述芯片 MS5534B的引腳2與微處理器STM32F103RE的引腳34相接，所述芯片MS5534B的引腳3與微處理器STM32F103RE的引腳；35相接，所述芯片MS55;34B的引腳4與微處理器STM32F103RE 的引腳36相接，所述芯片MS5534B的引腳5與微處理器STM32F103RE的引腳33相接，所述芯片MS5534B的引腳6與電源管理模塊O)的+3. 3V模擬電壓輸出端+3. 3VA相接且通過無極性電容C14接模擬地GND。
7.按照權(quán)利要求4所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述溫度計(jì)模塊(7) 包括芯片DS18B20和無極性電容C15，所述芯片DS18B20的引腳1接模擬地GND，所述芯片 DS18B20的引腳2與微處理器STM32F103RE的引腳29相接，所述芯片DS18B20的引腳3通過無極性電容C15接模擬地GND。
8.按照權(quán)利要求4所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述磁阻傳感器模塊(8-1)包括芯片HMC1022,芯片IRF7105,電阻R5和R6，以及無極性電容C16、C17、C18、 C19、C20和C21 ；所述放大電路模塊(8-2)包括第一芯片AD620、第二芯片AD620，電容C22 和C29,以及電阻R7、R8、R9、R11、R12和R13 ；所述芯片HMC1022的引腳2與第一芯片AD620 的引腳3和電阻R8的一端相接，所述芯片HMC1022的引腳3和引腳6、第一芯片AD620的引腳7、第二芯片AD620的引腳7、無極性電容C21的一端、無極性電容C22的一端和無極性電容C29的一端均與電源管理模塊O)的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳4與第一芯片AD620的引腳2相接且通過電阻R7與電源管理模塊(2) 的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳5與第二芯片AD620的引腳2相接且通過電阻Rll與電源管理模塊(2)的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引腳8通過無極性電容C20與芯片IRF7105的引腳1、引腳2、引腳3和引腳4以及無極性電容C19的一端相接，所述無極性電容C19的另一端與芯片HMC1022的引腳14相接，所述芯片HMC1022的引腳12與第二芯片AD620的引腳3和電阻R12的一端相接；所述芯片IRF7105的引腳6與無極性電容C17的一端和微處理器STM32F103RE的引腳 56相接，所述芯片IRF7105的引腳7與電阻R6的一端和無極性電容C16的一端相接，所述芯片IRF7105的引腳8與電阻R5的一端和無極性電容C17的另一端相接，所述電阻R6的另一端、電阻R5的另一端和無極性電容C18的一端均與電源管理模塊O)的+5. OV模擬電壓輸出端+5. OVA相接；所述第一芯片AD620的引腳1通過電阻R9與第一芯片AD620的引腳8相接，所述第二芯片AD620的引腳1通過電阻R13與第二芯片AD620的引腳8相接，所述第一芯片AD620的引腳5和第二芯片AD620的引腳5均與電源管理模塊O)的+2. 5V模擬電壓輸出端+2. 5VA相接，所述第一芯片AD620的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳 15相接，所述第二芯片AD620的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳16相接；所述芯片 HMC1022的引腳7、引腳9引腳13和引腳15、電阻R8的另一端、電阻R12的另一端、無極性電容C21的另一端、無極性電容C22的另一端、無極性電容C29的另一端、第一芯片AD620 的引腳4、第二芯片AD620的引腳4、芯片IRF7105的引腳5、無極性電容C16的另一端和無極性電容C18的另一端接均接模擬地GND。
9.按照權(quán)利要求4所述的便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，其特征在于所述顯示模塊(9) 包括芯片IXD1206、電容C23，電阻RlO和滑動變阻器Rll ；所述芯片IXD1206的引腳2和滑動變阻器Rll的一個(gè)固定端均與電源管理模塊O)的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. OVD 相接，所述芯片IXD1206的引腳3與滑動變阻器Rll的另一個(gè)固定端和電阻RlO的一端相接，所述芯片IXD1206的引腳4與微處理器STM32F103RE的引腳61相接，所述芯片 LCD 1206的引腳5與微處理器STM32F103RE的引腳62相接，所述芯片LCD 1206的引腳6與微處理器STM32F103RE的引腳57相接，所述芯片IXD1206的引腳7 14對應(yīng)與微處理器 STM32F103RE的引腳56 49相接，所述芯片LCD 1206的引腳15和無極性電容C23的一端均與電源管理模塊⑵的+5. OV數(shù)字電壓輸出端+5. OVD相接，所述芯片IXD1206的引腳1、 電阻RlO的另一端、芯片IXD1206的引腳16和無極性電容C23的另一端均接數(shù)字地DGND。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式戶外運(yùn)動導(dǎo)引儀器，包括微處理器模塊和給各用電模塊供電的電源管理模塊，所述微處理器模塊的輸入端接有用于提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號的時(shí)鐘模塊、用于輸入顯示控制參數(shù)的按鍵控制模塊、用于檢測行走步數(shù)的計(jì)步器模塊、用于檢測攀登高度的高度計(jì)模塊、用于檢測溫度的溫度計(jì)模塊和用于檢測方位的電子羅盤模塊，所述微處理器模塊的輸出端接有用于根據(jù)按鍵控制模塊輸入的顯示控制參數(shù)顯示檢測結(jié)果的顯示模塊。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，攜帶方便，使用操作便捷，智能化程度高，功能完備，功耗低，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
文檔編號H02J7/00GK202329645SQ20112049955
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月3日
發(fā)明者張博, 谷榮祥 申請人:西安中星測控有限公司