专利名称：便携式户外运动导引仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能仪器技术领域，尤其是涉及一种便携式户外运动导引仪器。
背景技术：
经常出外进行户外旅游活动对人体有很大的好处，从医学角度来说，它对人的视力、心肺功能、四肢协调能力、体内多余脂肪的消耗、延缓人体衰老等五个方面有直接的益处。但是目前户外旅游方面的电子产品还是比较少的，而且现有的一些电子产品只具有单个功能，这样对于用户来书，户外出行就比较繁琐，并且使用起来不是很方便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种便携式户外运动导引仪器，其设计新颖合理，携带方便，使用操作便捷，智能化程度高，功能完备，功耗低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种便携式户外运动导引仪器，其特征在于包括微处理器模块和给各用电模块供电的电源管理模块，所述微处理器模块的输入端接有用于提供实时时钟信号的时钟模块、用于输入显示控制参数的按键控制模块、用于检测行走步数的计步器模块、用于检测攀登高度的高度计模块、用于检测温度的温度计模块和用于检测方位的电子罗盘模块，所述微处理器模块的输出端接有用于根据按键控制模块输入的显示控制参数显示检测结果的显示模块。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述电子罗盘模块包括磁阻传感器模块、与磁阻传感器模块相接的放大电路模块和与放大电路模块相接的A/D转换电路模块，所述A/D转换电路模块与微处理器模块相接。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述微处理器模块为低功耗的ARM Cortex-M3微处理器STM32F103RE，所述A/D转换电路模块集成在所述微处理器 STM32F103RE 内部。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述电源管理模块包括电池组T， 芯片UC842，芯片ADP3334，芯片TPS76933，芯片TPS76950，芯片REF3025，整流二极管Dl和 D2，肖特基二极管D3，电阻Rl、R2、R3和R4，电感Ll，无极性电容Cl、C2、C3、C4、C6、C7、C9、 C10、C24、C25、(^6和C28，极性电容C5、C8、C11和C27，以及电感磁珠LBULB2和LB3 ；所述芯片UC842的引脚1通过整流二极管Dl与芯片ADP3334的引脚3和引脚4、电感Ll的一端、极性电容C8的正极、无极性电容C7的一端和电阻R2的一端相接，所述芯片UC842的引脚1通过无极性电容Cl与电感Ll的另一端、芯片UC842的引脚6和肖特基二极管D3的负极相接，所述电阻R2的另一端与芯片UC842的引脚3和电阻R4的一端相接，所述芯片 LM2842的引脚4通过整流二极管D2与电池组T的正极相接且与芯片UC842的引脚5和无极性电容C6的一端相接；所述芯片ADP3334的引脚5和引脚6均与电阻Rl的一端、无极性电容C4的一端、芯片TPS76933的引脚1和芯片TPS76950的引脚1相接，所述电阻Rl的另一端和无极性电容C4的另一端均与电阻R3的一端和芯片ADP3334的引脚7相接；所述芯片TPS76933的引脚5与无极性电容C3的一端、极性电容C5的正极和电感磁珠LBl的一端相接，所述电感磁珠LBl的另一端通过无极性电容C2接数字地DGND ；所述芯片TPS76950的引脚5与无极性电容CO的一端、极性电容Cll的正极和电感磁珠LB2的一端相接，所述电感磁珠LB2的另一端通过无极性电容C9接数字地DGND ；所述芯片REF3025的引脚1、电容 C24的一端和电容C25的一端均与芯片TPS76933的引脚5相接，所述芯片REF3025的引脚 2与无极性电容C26的一端、极性电容C27的正极和电感磁珠LB3的一端相接，所述电感磁珠LB3的另一端通过无极性电容以8接数字地DGND ；所述电池组T的负极、极性电容C8的负极、无极性电容C7的另一端、肖特基二极管D3的正极、电阻R4的另一端、芯片UC842的引脚2、无极性电容C6的另一端、芯片ADP3334的引脚1和引脚2、电阻R3的另一端、芯片 TPS76933的引脚2和引脚3、芯片TPS76950的引脚2和引脚3、无极性电容C3的另一端、 极性电容C5的负极、无极性电容ClO的另一端、极性电容Cll的负极、芯片REF3025的引脚 3、无极性电容CM的另一端、无极性电容C25的另一端、无极性电容的另一端和极性电容C27的负极均接模拟地GND ；所述芯片TPS76933的引脚5为电源管理模块的+3. 3V模拟电压输出端+3. 3VA，所述电感磁珠LBl的另一端为电源管理模块的+3. 3V数字电压输出端 +3. 3VD，所述芯片TPS76950的引脚5为电源管理模块的+5. OV模拟电压输出端+5. 0VA，所述电感磁珠LB2的另一端为电源管理模块的+5. OV数字电压输出端+5. 0VD，所述电感磁珠 LB3的一端为电源管理模块的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA，所述电感磁珠LB3的另一端为电源管理模块的+2. 5V数字电压输出端+2. 5VD。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述计步器模块包括三轴加速度计ADXL345以及无极性电容C12和C13 ；所述三轴加速度计ADXL345的引脚1与电源管理模块的+2. 5V数字电压输出端+2. 5VD相接且通过无极性电容C12接数字地DGND，所述三轴加速度计ADXL345的引脚2、引脚4和引脚5以及无极性电容C13的一端均接模拟地GND，所述三轴加速度计ADXL345的引脚6和无极性电容C13的另一端均与电源管理模块的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚7与微处理器STM32F103RE 的引脚20相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚8与微处理器STM32F103RE的引脚M相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚9与微处理器STM32F103RE的引脚25相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚12与微处理器STM32F103RE的引脚22相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚13与微处理器STM32F103RE的引脚23相接，所述三轴加速度计ADXL345 的引脚14与微处理器STM32F103RE的引脚21相接。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述高度计模块包括芯片 MS5534B和无极性电容C14 ；所述芯片MS5534B的引脚1接模拟地GND，所述芯片MS5534B 的引脚2与微处理器STM32F103RE的引脚34相接，所述芯片MS5534B的引脚3与微处理器STM32F103RE的引脚35相接，所述芯片MS5534B的引脚4与微处理器STM32F103RE的引脚36相接，所述芯片MS5534B的引脚5与微处理器STM32F103RE的引脚33相接，所述芯片 MS5534B的引脚6与电源管理模块的+3. 3V模拟电压输出端+3. 3VA相接且通过无极性电容 C14接模拟地GND。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述温度计模块包括芯片 DS18B20和无极性电容C15，所述芯片DS18B20的引脚1接模拟地GND，所述芯片DS18B20的
6引脚2与微处理器STM32F103RE的引脚四相接，所述芯片DS18B20的引脚3通过无极性电容Cl5接模拟地GND。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述磁阻传感器模块包括芯片 HMC1022,芯片IRF7105,电阻R5和R6,以及无极性电容C16、C17、C18、C19、C20和C21 ；所述放大电路模块包括第一芯片AD620、第二芯片AD620，电容C22和C29，以及电阻R7、R8、R9、 R1UR12和R13 ；所述芯片HMC1022的引脚2与第一芯片AD620的引脚3和电阻R8的一端相接，所述芯片HMC1022的引脚3和引脚6、第一芯片AD620的引脚7、第二芯片AD620的引脚7、无极性电容C21的一端、无极性电容C22的一端和无极性电容C29的一端均与电源管理模块的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚4与第一芯片AD620 的引脚2相接且通过电阻R7与电源管理模块的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚5与第二芯片AD620的引脚2相接且通过电阻Rll与电源管理模块的 +5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚8通过无极性电容C20与芯片IRF7105的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4以及无极性电容C19的一端相接，所述无极性电容C19的另一端与芯片HMC1022的引脚14相接，所述芯片HMC1022的引脚12与第二芯片 AD620的引脚3和电阻R12的一端相接；所述芯片IRF7105的引脚6与无极性电容C17的一端和微处理器STM32F103RE的引脚56相接，所述芯片IRF7105的引脚7与电阻R6的一端和无极性电容C16的一端相接，所述芯片IRF7105的引脚8与电阻R5的一端和无极性电容 C17的另一端相接，所述电阻R6的另一端、电阻R5的另一端和无极性电容C18的一端均与电源管理模块的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接；所述第一芯片AD620的引脚1通过电阻R9与第一芯片AD620的引脚8相接，所述第二芯片AD620的引脚1通过电阻R13与第二芯片AD620的引脚8相接，所述第一芯片AD620的引脚5和第二芯片AD620的引脚5均与电源管理模块的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA相接，所述第一芯片AD620的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚15相接，所述第二芯片AD620的引脚6与微处理器STM32F103RE 的引脚16相接；所述芯片HMC1022的引脚7、引脚9引脚13和引脚15、电阻R8的另一端、 电阻R12的另一端、无极性电容C21的另一端、无极性电容C22的另一端、无极性电容C29 的另一端、第一芯片AD620的引脚4、第二芯片AD620的引脚4、芯片IRF7105的引脚5、无极性电容C16的另一端和无极性电容C18的另一端接均接模拟地GND。上述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述显示模块包括芯片IXD1206、 电容C23，电阻RlO和滑动变阻器Rll ；所述芯片IXD1206的引脚2和滑动变阻器Rll的一个固定端均与电源管理模块的+5. OV数字电压输出端+5. OVD相接，所述芯片IXD1206的引脚 3与滑动变阻器Rll的另一个固定端和电阻RlO的一端相接，所述芯片IXD1206的引脚4与微处理器STM32F103RE的引脚61相接，所述芯片LCD1206的引脚5与微处理器STM32F103RE 的引脚62相接，所述芯片IXD1206的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚57相接，所述芯片IXD1206的引脚7 14对应与微处理器STM32F103RE的引脚56 49相接，所述芯片 IXD1206的引脚15和无极性电容C23的一端均与电源管理模块的+5. OV数字电压输出端 +5. OVD相接，所述芯片LCD 1206的引脚1、电阻RlO的另一端、芯片LCD 1206的引脚16和无极性电容C23的另一端均接数字地DGND。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型采用模块化的设计，设计新颖合理，体积小，重量轻，便于携带。[0015]2、本实用新型实现了对用户运动步数、当前时间、高度、温度、方位等数据的同步测量，测量精度高，稳定性好，还能根据用户需求通过显示模块显示所测数据，使用操作便捷，智能化程度高，功能完备。3、本实用新型能够给户外运动带来更多的乐趣，且提高了户外运动的安全性。4、本实用新型的功耗低，便于用户长时间使用。5、本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本实用新型设计新颖合理，携带方便，使用操作便捷，智能化程度高，功能完备，功耗低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。 图2为本实用新型微处理器模块的电路原理图。 图3为本实用新型电源管理模块的电路原理图。 图4为本实用新型计步器模块的电路原理图。 图5为本实用新型高度计模块的电路原理图。 图6为本实用新型温度计模块的电路原理图。 图7为本实用新型磁阻传感器模块的电路原理图, 图8为本实用新型放大电路模块的电路原理图。 图9为本实用新型显示模块的电路原理图。 附图标记说明
1-微处理器模块； 4-按键控制模块；
7-温度计模块；
8-2-放大电路模块
2-电源管理模块； 3-时钟模块； 5-计步器模块；6-高度计模块；
8-电子罗盘模块； 8-1-磁阻传感器模块 8-3-A/D转换电路模块；9-显示模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括微处理器模块1和给各用电模块供电的电源管理模块2，所述微处理器模块1的输入端接有用于提供实时时钟信号的时钟模块3、用于输入显示控制参数的按键控制模块4、用于检测行走步数的计步器模块5、用于检测攀登高度的高度计模块6、用于检测温度的温度计模块7和用于检测方位的电子罗盘模块8，所述微处理器模块1的输出端接有用于根据按键控制模块4输入的显示控制参数显示检测结果的显示模块9。本实施例中，所述电子罗盘模块8包括磁阻传感器模块8-1、与磁阻传感器模块 8-1相接的放大电路模块8-2和与放大电路模块8-2相接的A/D转换电路模块8_3，所述A/ D转换电路模块8-3与微处理器模块1相接。如图2所示，本实施例中，所述微处理器模块1为低功耗的ARMCorteX-M3微处理器STM32F103RE，所述A/D转换电路模块8_3集成在所述微处理器STM32F103RE内部。微处理器STM32F103RE使用高性能的ARM Cortex_M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)和2个12位的 ADC0微处理器STM32F103RE支持三种低功耗模式，可以在要求低功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡。如图3所示，本实施例中，所述电源管理模块2包括电池组T，芯片UC842，芯片 ADP3334，芯片TPS76933，芯片TPS76950，芯片REF3025，整流二极管Dl和D2，肖特基二极管 D3,电阻 Rl、R2、R3 和 R4,电感 Li，无极性电容 Cl、C2、C3、C4、C6、C7、C9、CIO、C24、C25、C26 和C28，极性电容C5、C8、C11和C27，以及电感磁珠LB1、LB2和LB3 ；所述芯片LM2842的引脚1通过整流二极管Dl与芯片ADP3334的引脚3和引脚4、电感Ll的一端、极性电容C8的正极、无极性电容C7的一端和电阻R2的一端相接，所述芯片UC842的引脚1通过无极性电容Cl与电感Ll的另一端、芯片UC842的引脚6和肖特基二极管D3的负极相接，所述电阻R2的另一端与芯片UC842的引脚3和电阻R4的一端相接，所述芯片UC842的引脚4通过整流二极管D2与电池组T的正极相接且与芯片UC842的引脚5和无极性电容C6的一端相接；所述芯片ADP3334的引脚5和引脚6均与电阻Rl的一端、无极性电容C4的一端、 芯片TPS76933的引脚1和芯片TPS76950的引脚1相接，所述电阻Rl的另一端和无极性电容C4的另一端均与电阻R3的一端和芯片ADP3334的引脚7相接；所述芯片TPS76933的引脚5与无极性电容C3的一端、极性电容C5的正极和电感磁珠LBl的一端相接，所述电感磁珠LBl的另一端通过无极性电容C2接数字地DGND ；所述芯片TPS76950的引脚5与无极性电容CO的一端、极性电容Cll的正极和电感磁珠LB2的一端相接，所述电感磁珠LB2的另一端通过无极性电容C9接数字地DGND ；所述芯片REF3025的引脚1、电容C24的一端和电容C25的一端均与芯片TPS76933的引脚5相接，所述芯片REF3025的引脚2与无极性电容 C26的一端、极性电容C27的正极和电感磁珠LB3的一端相接，所述电感磁珠LB3的另一端通过无极性电容以8接数字地DGND ；所述电池组T的负极、极性电容C8的负极、无极性电容C7的另一端、肖特基二极管D3的正极、电阻R4的另一端、芯片UC842的引脚2、无极性电容C6的另一端、芯片ADP3334的引脚1和引脚2、电阻R3的另一端、芯片TPS76933的引脚2和引脚3、芯片TPS76950的引脚2和引脚3、无极性电容C3的另一端、极性电容C5的负极、无极性电容ClO的另一端、极性电容Cll的负极、芯片REF3025的引脚3、无极性电容 C24的另一端、无极性电容C25的另一端、无极性电容C26的另一端和极性电容C27的负极均接模拟地GND ；所述芯片TPS76933的引脚5为电源管理模块2的+3. 3V模拟电压输出端 +3. 3VA，所述电感磁珠LBl的另一端为电源管理模块2的+3. 3V数字电压输出端+3. 3VD，所述芯片TPS76950的引脚5为电源管理模块2的+5. OV模拟电压输出端+5. 0VA，所述电感磁珠LB2的另一端为电源管理模块2的+5. OV数字电压输出端+5. 0VD，所述电感磁珠LB3的一端为电源管理模块2的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA，所述电感磁珠LB3的另一端为电源管理模块2的+2. 5V数字电压输出端+2. 5VD。具体地，电池组T本可采用两节7号电池构成，方便运动者在户外及时更换。为了提高电源的利用率，采用DC-DC升压式开关电源芯片UC842，将电源电压升至6v左右，然后采用电压基准芯片ADP3334将电压将至5. 5v左右，这样保证了电源的稳定性，最后一级采用LDO电源芯片TPS76933和TPS76950，得到其它器件所需要的电压，其中模拟电压和数字电压用电感磁珠隔离，从而更好的实现模拟与数字部分的隔离。 如图4所示，本实施例中，所述计步器模块5包括三轴加速度计ADXL345以及无极
9性电容C12和C13 ；所述三轴加速度计ADXL345的引脚1与电源管理模块2的+2. 5V数字电压输出端+2. 5VD相接且通过无极性电容C12接数字地DGND，所述三轴加速度计ADXL345 的引脚2、引脚4和引脚5以及无极性电容C13的一端均接模拟地GND，所述三轴加速度计 ADXL345的引脚6和无极性电容C13的另一端均与电源管理模块2的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚7与微处理器STM32F103RE的引脚20 相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚8与微处理器STM32F103RE的引脚M相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚9与微处理器STM32F103RE的引脚25相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚12与微处理器STM32F103RE的引脚22相接，所述三轴加速度计ADXL345 的引脚13与微处理器STM32F103RE的引脚23相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚14 与微处理器STM32F103RE的引脚21相接。其中，ADXL345是一款出色的三轴加速度计，非常适合计步器应用。它在检测模式下的功耗仅40 μ Α,待机模式下为0. 1 μ A，堪称电池供电产品的理想之选。嵌入式FIFO极大地减轻了主处理器的负荷，使功耗显著降低。此外，可以利用可选的输出数据速率进行定时，从而取代微处理器STM32F103RE中的定时器。13位分辨率可以检测非常小的峰峰值变化，为开发高精度计步器模块5创造了条件。用户可以将计步器模块5戴在腰部，检测腰部的振动情况并将所检测到的信号输出给微处理器STM32F103RE，经微处理器STM32F103RE 分析处理后便可得出运动者的运动步数。如图5所示，本实施例中，所述高度计模块6包括芯片MS5534B和无极性电容 C14 ；所述芯片MS5534B的引脚1接模拟地GND，所述芯片MS5534B的引脚2与微处理器 STM32F103RE的引脚34相接，所述芯片MS5534B的引脚3与微处理器STM32F103RE的引脚35相接，所述芯片MS5534B的引脚4与微处理器STM32F103RE的引脚36相接，所述芯片MS5534B的引脚5与微处理器STM32F103RE的引脚33相接，所述芯片MS5534B的引脚6 与电源管理模块2的+3. 3V模拟电压输出端+3. 3VA相接且通过无极性电容C14接模拟地 GND。其中，芯片MS5534B是基于MEMS技术的数字压力传感器，内部集成了绝对压力传感器、电阻式温度传感器、数据选择器、15位A/D转换器、数字滤波器及数据存储器，芯片 MS5534B可通过3线串行接口与微处理器进行通信。MS5534B供电电压为2. 2V 3. 6V，低电流，压力检测范围为IkPa IlOkPa,工作时钟为30kHz 35kHz。本实用新型中的高度计模块6利用高度升高，大气压力减小的规律进行工作，微处理器STM32F103RE对数字压力传感器MS5534B检测到的压力值通过分析处理得到高度值。如图6所示，本实施例中，所述温度计模块7包括芯片DS18B20和无极性电容 C15，所述芯片DS18B20的引脚1接模拟地GND，所述芯片DS18B20的引脚2与微处理器 STM32F103RE的引脚四相接，所述芯片DS18B20的引脚3通过无极性电容C15接模拟地 GND。其中，芯片DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9 12位的数字值读数方式。DS18B20采用的是I-Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，使用方便，测温精度高。如图7和图8所示，本实施例中，所述磁阻传感器模块8-1包括芯片HMC1022，芯片IRF7105,电阻R5和R6，以及无极性电容C16、C17、C18、C19、C20和C21 ；所述放大电路模块8-2包括第一芯片AD620、第二芯片AD620，电容C22和C29，以及电阻R7、R8、R9、R11、 R12和R13 ；所述芯片HMC1022的引脚2与第一芯片AD620的引脚3和电阻R8的一端相接， 所述芯片HMC1022的引脚3和引脚6、第一芯片AD620的引脚7、第二芯片AD620的引脚7、 无极性电容C21的一端、无极性电容C22的一端和无极性电容C29的一端均与电源管理模块2的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚4与第一芯片AD620 的引脚2相接且通过电阻R7与电源管理模块2的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚5与第二芯片AD620的引脚2相接且通过电阻Rll与电源管理模块 2的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚8通过无极性电容C20 与芯片IRF7105的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4以及无极性电容C19的一端相接，所述无极性电容C19的另一端与芯片HMC1022的引脚14相接，所述芯片HMC1022的引脚12与第二芯片AD620的引脚3和电阻R12的一端相接；所述芯片IRF7105的引脚6与无极性电容 C17的一端和微处理器STM32F103RE的引脚56相接，所述芯片IRF7105的引脚7与电阻R6 的一端和无极性电容C16的一端相接，所述芯片IRF7105的引脚8与电阻R5的一端和无极性电容C17的另一端相接，所述电阻R6的另一端、电阻R5的另一端和无极性电容C18的一端均与电源管理模块2的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接；所述第一芯片AD620的引脚1通过电阻R9与第一芯片AD620的引脚8相接，所述第二芯片AD620的引脚1通过电阻 R13与第二芯片AD620的引脚8相接，所述第一芯片AD620的引脚5和第二芯片AD620的引脚5均与电源管理模块2的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA相接，所述第一芯片AD620的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚15相接，所述第二芯片AD620的引脚6与微处理器 STM32F103RE的引脚16相接；所述芯片HMC1022的引脚7、引脚9引脚13和引脚15、电阻 R8的另一端、电阻R12的另一端、无极性电容C21的另一端、无极性电容C22的另一端、无极性电容C29的另一端、第一芯片AD620的引脚4、第二芯片AD620的引脚4、芯片IRF7105的引脚5、无极性电容C16的另一端和无极性电容C18的另一端接均接模拟地GND。其中，芯片HMC1022是利用磁阻效应构成的AMR各项异性磁阻传感器，在外部磁场的作用下，磁阻的变化引起输出电压(Vout+和Vout-)的变化，并直接表示磁场的强度。如图9所示，本实施例中，所述显示模块9包括芯片IXD1206、电容C23，电阻RlO 和滑动变阻器Rll ；所述芯片IXD1206的引脚2和滑动变阻器Rll的一个固定端均与电源管理模块2的+5. OV数字电压输出端+5. OVD相接，所述芯片IXD1206的引脚3与滑动变阻器Rll的另一个固定端和电阻RlO的一端相接，所述芯片IXD1206的引脚4与微处理器 STM32F103RE的引脚61相接，所述芯片LCD1206的引脚5与微处理器STM32F103RE的引脚62相接，所述芯片LCD 1206的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚57相接，所述芯片IXD1206的引脚7 14对应与微处理器STM32F103RE的引脚56 49相接，所述芯片 IXD1206的引脚15和无极性电容C23的一端均与电源管理模块2的+5. OV数字电压输出端 +5. OVD相接，所述芯片LCD 1206的引脚1、电阻RlO的另一端、芯片LCD 1206的引脚16和无极性电容C23的另一端均接数字地DGND。综上所述，本实用新型提供了一种在户外运动时所使用的便携式户外运动导引仪器，当进行户外运动时，用户可以将该仪器插别在腰带上，计步器模块5所检测到的行走步数数据、高度计模块6所检测到的高度数据、温度计模块7所检测到的温度数据和电子罗盘模块8所检测到的方位数据均输出给微处理器模块1，经过微处理器模块1对以上数据进行分析处理后，得出当前用户所在位置处用户的运动步数、当前的时间、高度、温度、方位等具体的数据，同时，微处理器模块1还可以根据按键控制模块4输入的显示控制参数控制显示模块9显示相应的检测结果，从而为用户外出提供了极大地方便。具体的，电子罗盘模块8检测方位数据的过程是磁阻传感器模块8-1测得用户所在位置处X方向和Y方向的信号并输出给放大电路模块8-2模块进行放大后再输出给集成在所述微处理器STM32F103RE内部的A/D转换电路模块8_3进行A/D转换，然后再由微处理器模块1对数据进行分析处理得出用户当前的方位数据。另外，通过操作按键控制模块 4，还可以控制该仪器进入低功耗模式，延长其待机时间，方便用户长时间使用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种便携式户外运动导引仪器，其特征在于包括微处理器模块(1)和给各用电模块供电的电源管理模块O)，所述微处理器模块(1)的输入端接有用于提供实时时钟信号的时钟模块(3)、用于输入显示控制参数的按键控制模块G)、用于检测行走步数的计步器模块(5)、用于检测攀登高度的高度计模块(6)、用于检测温度的温度计模块(7)和用于检测方位的电子罗盘模块(8)，所述微处理器模块(1)的输出端接有用于根据按键控制模块 (4)输入的显示控制参数显示检测结果的显示模块(9)。
2.按照权利要求1所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述电子罗盘模块 (8)包括磁阻传感器模块(8-1)、与磁阻传感器模块(8-1)相接的放大电路模块(8-2)和与放大电路模块(8- 相接的A/D转换电路模块(8-3)，所述A/D转换电路模块(8- 与微处理器模块(1)相接。
3.按照权利要求2所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述微处理器模块 (1)为低功耗的ARM Cortex-M3微处理器STM32F103RE，所述A/D转换电路模块(8_3)集成在所述微处理器STM32F103RE内部。
4.按照权利要求3所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述电源管理模土夬(2)包括电池组T，芯片UC842，芯片ADP3334，芯片TPS76933，芯片TPS76950，芯片 REF3025，整流二极管Dl和D2，肖特基二极管D3，电阻R1、R2、R3和R4，电感Li，无极性电容 Cl、C2、C3、C4、C6、C7、C9、CIO、C24、C25、C26 和 C28，极性电容 C5、C8、Cll 和 C27,以及电感磁珠LB1、LB2和LB3 ；所述芯片UC842的引脚1通过整流二极管Dl与芯片ADP3334的引脚3和引脚4、电感Ll的一端、极性电容C8的正极、无极性电容C7的一端和电阻R2的一端相接，所述芯片IiC842的引脚1通过无极性电容Cl与电感Ll的另一端、芯片UC842 的引脚6和肖特基二极管D3的负极相接，所述电阻R2的另一端与芯片UC842的引脚3和电阻R4的一端相接，所述芯片UC842的引脚4通过整流二极管D2与电池组T的正极相接且与芯片UC842的引脚5和无极性电容C6的一端相接；所述芯片ADP3334的引脚5和引脚6均与电阻Rl的一端、无极性电容C4的一端、芯片TPS76933的引脚1和芯片TPS76950 的引脚1相接，所述电阻Rl的另一端和无极性电容C4的另一端均与电阻R3的一端和芯片 ADP3334的引脚7相接；所述芯片TPS76933的引脚5与无极性电容C3的一端、极性电容C5 的正极和电感磁珠LBl的一端相接，所述电感磁珠LBl的另一端通过无极性电容C2接数字地DGND ；所述芯片TPS76950的引脚5与无极性电容CO的一端、极性电容Cll的正极和电感磁珠LB2的一端相接，所述电感磁珠LB2的另一端通过无极性电容C9接数字地DGND ；所述芯片REF3025的引脚1、电容C24的一端和电容C25的一端均与芯片TPS76933的引脚5 相接，所述芯片REF3025的引脚2与无极性电容以6的一端、极性电容C27的正极和电感磁珠LB3的一端相接，所述电感磁珠LB3的另一端通过无极性电容以8接数字地DGND ；所述电池组T的负极、极性电容C8的负极、无极性电容C7的另一端、肖特基二极管D3的正极、 电阻R4的另一端、芯片UC842的引脚2、无极性电容C6的另一端、芯片ADP3334的引脚1 和引脚2、电阻R3的另一端、芯片TPS76933的引脚2和引脚3、芯片TPS76950的引脚2和引脚3、无极性电容C3的另一端、极性电容C5的负极、无极性电容ClO的另一端、极性电容 Cll的负极、芯片REF3025的引脚3、无极性电容C24的另一端、无极性电容C25的另一端、 无极性电容C26的另一端和极性电容C27的负极均接模拟地GND ；所述芯片TPS76933的引脚5为电源管理模块O)的+3. 3V模拟电压输出端+3. 3VA，所述电感磁珠LBl的另一端为电源管理模块O)的+3.3V数字电压输出端+3.3VD，所述芯片TPS76950的引脚5为电源管理模块O)的+5. OV模拟电压输出端+5. 0VA，所述电感磁珠LB2的另一端为电源管理模块O)的+5. OV数字电压输出端+5. 0VD，所述电感磁珠LB3的一端为电源管理模块O)的 +2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA，所述电感磁珠LB3的另一端为电源管理模块O)的+2. 5V 数字电压输出端+2. 5VD。
5.按照权利要求4所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述计步器模块(5) 包括三轴加速度计ADXL345以及无极性电容C12和C13 ；所述三轴加速度计ADXL345的引脚 1与电源管理模块( 的+2. 5V数字电压输出端+2. 5VD相接且通过无极性电容C12接数字地DGND，所述三轴加速度计ADXL345的引脚2、引脚4和引脚5以及无极性电容C13的一端均接模拟地GND，所述三轴加速度计ADXL345的引脚6和无极性电容C13的另一端均与电源管理模块O)的+2.5V模拟电压输出端+2.5VA相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚7 与微处理器STM32F103RE的引脚20相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚8与微处理器 STM32F103RE的引脚M相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚9与微处理器STM32F103RE 的引脚25相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚12与微处理器STM32F103RE的引脚22 相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚13与微处理器STM32F103RE的引脚23相接，所述三轴加速度计ADXL345的引脚14与微处理器STM32F103RE的引脚21相接。
6.按照权利要求4所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述高度计模块(6) 包括芯片MS5534B和无极性电容C14 ；所述芯片MS5534B的引脚1接模拟地GND，所述芯片 MS5534B的引脚2与微处理器STM32F103RE的引脚34相接，所述芯片MS5534B的引脚3与微处理器STM32F103RE的引脚；35相接，所述芯片MS55;34B的引脚4与微处理器STM32F103RE 的引脚36相接，所述芯片MS5534B的引脚5与微处理器STM32F103RE的引脚33相接，所述芯片MS5534B的引脚6与电源管理模块O)的+3. 3V模拟电压输出端+3. 3VA相接且通过无极性电容C14接模拟地GND。
7.按照权利要求4所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述温度计模块(7) 包括芯片DS18B20和无极性电容C15，所述芯片DS18B20的引脚1接模拟地GND，所述芯片 DS18B20的引脚2与微处理器STM32F103RE的引脚29相接，所述芯片DS18B20的引脚3通过无极性电容C15接模拟地GND。
8.按照权利要求4所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述磁阻传感器模块(8-1)包括芯片HMC1022,芯片IRF7105,电阻R5和R6，以及无极性电容C16、C17、C18、 C19、C20和C21 ；所述放大电路模块(8-2)包括第一芯片AD620、第二芯片AD620，电容C22 和C29,以及电阻R7、R8、R9、R11、R12和R13 ；所述芯片HMC1022的引脚2与第一芯片AD620 的引脚3和电阻R8的一端相接，所述芯片HMC1022的引脚3和引脚6、第一芯片AD620的引脚7、第二芯片AD620的引脚7、无极性电容C21的一端、无极性电容C22的一端和无极性电容C29的一端均与电源管理模块O)的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚4与第一芯片AD620的引脚2相接且通过电阻R7与电源管理模块(2) 的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚5与第二芯片AD620的引脚2相接且通过电阻Rll与电源管理模块(2)的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接，所述芯片HMC1022的引脚8通过无极性电容C20与芯片IRF7105的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4以及无极性电容C19的一端相接，所述无极性电容C19的另一端与芯片HMC1022的引脚14相接，所述芯片HMC1022的引脚12与第二芯片AD620的引脚3和电阻R12的一端相接；所述芯片IRF7105的引脚6与无极性电容C17的一端和微处理器STM32F103RE的引脚 56相接，所述芯片IRF7105的引脚7与电阻R6的一端和无极性电容C16的一端相接，所述芯片IRF7105的引脚8与电阻R5的一端和无极性电容C17的另一端相接，所述电阻R6的另一端、电阻R5的另一端和无极性电容C18的一端均与电源管理模块O)的+5. OV模拟电压输出端+5. OVA相接；所述第一芯片AD620的引脚1通过电阻R9与第一芯片AD620的引脚8相接，所述第二芯片AD620的引脚1通过电阻R13与第二芯片AD620的引脚8相接，所述第一芯片AD620的引脚5和第二芯片AD620的引脚5均与电源管理模块O)的+2. 5V模拟电压输出端+2. 5VA相接，所述第一芯片AD620的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚 15相接，所述第二芯片AD620的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚16相接；所述芯片 HMC1022的引脚7、引脚9引脚13和引脚15、电阻R8的另一端、电阻R12的另一端、无极性电容C21的另一端、无极性电容C22的另一端、无极性电容C29的另一端、第一芯片AD620 的引脚4、第二芯片AD620的引脚4、芯片IRF7105的引脚5、无极性电容C16的另一端和无极性电容C18的另一端接均接模拟地GND。
9.按照权利要求4所述的便携式户外运动导引仪器，其特征在于所述显示模块(9) 包括芯片IXD1206、电容C23，电阻RlO和滑动变阻器Rll ；所述芯片IXD1206的引脚2和滑动变阻器Rll的一个固定端均与电源管理模块O)的+5. OV数字电压输出端+5. OVD 相接，所述芯片IXD1206的引脚3与滑动变阻器Rll的另一个固定端和电阻RlO的一端相接，所述芯片IXD1206的引脚4与微处理器STM32F103RE的引脚61相接，所述芯片 LCD 1206的引脚5与微处理器STM32F103RE的引脚62相接，所述芯片LCD 1206的引脚6与微处理器STM32F103RE的引脚57相接，所述芯片IXD1206的引脚7 14对应与微处理器 STM32F103RE的引脚56 49相接，所述芯片LCD 1206的引脚15和无极性电容C23的一端均与电源管理模块⑵的+5. OV数字电压输出端+5. OVD相接，所述芯片IXD1206的引脚1、 电阻RlO的另一端、芯片IXD1206的引脚16和无极性电容C23的另一端均接数字地DGND。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式户外运动导引仪器，包括微处理器模块和给各用电模块供电的电源管理模块，所述微处理器模块的输入端接有用于提供实时时钟信号的时钟模块、用于输入显示控制参数的按键控制模块、用于检测行走步数的计步器模块、用于检测攀登高度的高度计模块、用于检测温度的温度计模块和用于检测方位的电子罗盘模块，所述微处理器模块的输出端接有用于根据按键控制模块输入的显示控制参数显示检测结果的显示模块。本实用新型设计新颖合理，携带方便，使用操作便捷，智能化程度高，功能完备，功耗低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
文档编号H02J7/00GK202329645SQ20112049955
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月3日 优先权日2011年12月3日
发明者张博, 谷荣祥 申请人:西安中星测控有限公司