SPMC65P2404A單片機(jī)在電動(dòng)跑步機(jī)中的應(yīng)用
1引言
目前,倡導(dǎo)健康已經(jīng)成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的焦點(diǎn),而跑步機(jī)的出現(xiàn)就越來(lái)越受到人們的喜愛(ài),人們可以不用出戶就可以在家里或者健身房進(jìn)行體育鍛煉。這種方式越來(lái)越受到消費(fèi)者的親賴。跑步機(jī)的蓬勃發(fā)展可以歸納為以下幾個(gè)方面的因素:
-隨著人們生活水平的提高;
-人們?cè)絹?lái)越重視自身的身體健康;
-更熱衷于參加各種體育運(yùn)動(dòng),其中借助跑步機(jī)進(jìn)行的鍛煉,其運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)單;
-適合在家庭或健身房室內(nèi)進(jìn)行,鍛煉起來(lái)特別方便。
國(guó)外電動(dòng)跑步機(jī)制造業(yè)從上個(gè)世紀(jì)七十年代后期起步,與我國(guó)同類產(chǎn)品相比,除款式多樣化及附加功能開(kāi)發(fā)上比較占先外,其他差距較小。例如鋼材,我國(guó)寶鋼、鞍鋼等生產(chǎn)的帶鋼的品質(zhì)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其配套的鋼管制作也達(dá)到國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),電機(jī)等電跑配件通過(guò)消化吸收,我們從材料到新款開(kāi)發(fā)均在國(guó)際先進(jìn)行列。因此,電動(dòng)跑步機(jī)不同于飛機(jī)、汽車行業(yè),與國(guó)外先進(jìn)水平幾乎沒(méi)有多大差距。由此,國(guó)際著名電跑生產(chǎn)企業(yè)日益關(guān)注,已經(jīng)開(kāi)始讓我國(guó)企業(yè)為其進(jìn)行貼牌產(chǎn)品生產(chǎn)。
雖然發(fā)展勢(shì)頭不錯(cuò),但是國(guó)產(chǎn)電跑在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的境遇還是有差別。而國(guó)產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的主要原因,則是缺乏名牌產(chǎn)品效應(yīng)。而與國(guó)外企業(yè)相比起步較晚、一些小企業(yè)假冒偽劣產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)市場(chǎng)的沖擊等原因,也削弱了國(guó)產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
目前,國(guó)際著名品牌愛(ài)康、力健、必確、太空、賽百斯等紛紛涉足中國(guó)市場(chǎng),有的斥巨資投資建廠,并以較高的品牌知名度向國(guó)內(nèi)企業(yè)施壓,在此情況下,盡快促進(jìn)電動(dòng)跑步機(jī)名牌產(chǎn)品的崛起,不失為政府對(duì)電動(dòng)跑步機(jī)民族工業(yè)的一個(gè)有力推動(dòng),也是推動(dòng)民族品牌和國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品提高國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一大捷徑。在電動(dòng)跑步機(jī)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)白熱化的情況下,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品能否取勝,與名牌戰(zhàn)略能否及時(shí)有效推進(jìn)關(guān)系密切。
2跑步機(jī)的背景
1996年之前,電動(dòng)跑步機(jī)都是國(guó)外產(chǎn)品,進(jìn)入家庭的大都是由自行車廠改制的生產(chǎn)廠制造的機(jī)械跑步機(jī),國(guó)人對(duì)價(jià)格幾萬(wàn)乃至十幾萬(wàn)元的進(jìn)口電動(dòng)跑步機(jī)望而生畏。
1993年以后,隨著國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,韓國(guó)企業(yè)向我國(guó)轉(zhuǎn)移,首先是山東祥和集團(tuán)公司利用該地區(qū)電機(jī)、控制電源生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì),于1994年組建了專廠,通過(guò)充實(shí)機(jī)加工能力,結(jié)合國(guó)內(nèi)外信息,祥和集團(tuán)于1995年生產(chǎn)出了全部為自制部件的家用電動(dòng)跑步機(jī),并于次年的南昌體博會(huì)上參展。被譽(yù)為第一個(gè)民族品牌的匯祥電動(dòng)跑步機(jī),當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)到七千臺(tái),銷量達(dá)到五千臺(tái),開(kāi)了生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的先河。通過(guò)不停的技術(shù)改造,到2004年達(dá)到了年產(chǎn)十萬(wàn)臺(tái)的生產(chǎn)能力,同年銷售跑步機(jī)4.8萬(wàn)臺(tái),產(chǎn)值9360萬(wàn)元,銷售收入7200萬(wàn)元,同時(shí)完成了ISO9001及歐盟CE認(rèn)證,并被評(píng)為山東名牌產(chǎn)品。
匯祥電動(dòng)跑步機(jī)為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,合理利用生產(chǎn)資源,先后為一些國(guó)產(chǎn)企業(yè)貼牌生產(chǎn),極大地提高了電動(dòng)跑步機(jī)的國(guó)產(chǎn)占有率,也為眾多企業(yè)提供了發(fā)展樣品,帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
目前,生產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的企業(yè)集中在長(zhǎng)江三角洲、山東半島及粵、閩沿海地區(qū),總數(shù)約為50余家,其中具備規(guī)模的約為15家,而合資、獨(dú)資企業(yè)約占50%。
隨著國(guó)內(nèi)恩格爾系數(shù)的不斷降低,人們由衣食住行向提高生活質(zhì)量發(fā)展,電動(dòng)跑步機(jī)將是國(guó)人健身的優(yōu)選器材,因?yàn)椋瑥膰?guó)外的經(jīng)驗(yàn)看,在電動(dòng)跑步機(jī)上進(jìn)行平衡鍛煉已經(jīng)成為時(shí)尚。從國(guó)民經(jīng)濟(jì)分類看,體育消費(fèi)屬第三產(chǎn)業(yè),近年增速連續(xù)超過(guò)10%,而且速度逐年加快。體育健身的消費(fèi)拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的份額必然會(huì)繼續(xù)增加。這種健身消費(fèi)涵蓋較廣,既有居民消費(fèi)又有公共消費(fèi)(如健身俱樂(lè)部等),它的消費(fèi)增速超過(guò)20%,其中,電動(dòng)跑步機(jī)超過(guò)40%,具有較強(qiáng)的發(fā)展勢(shì)頭。
跑步機(jī)是家庭及健身房常備的器材,是當(dāng)今家庭健身器村中最簡(jiǎn)單的一種,是家庭的最佳選擇。美國(guó)1993年跑步機(jī)的批發(fā)銷售額達(dá)4.6億美元較1992年增加了15%。專家們相信未來(lái)跑步機(jī)市場(chǎng)將以高價(jià)位產(chǎn)品為主導(dǎo)。低價(jià)位產(chǎn)品銷售也不錯(cuò),近幾年價(jià)格已明上升趨勢(shì)。注重生活時(shí)尚的消費(fèi)者認(rèn)為跑步機(jī)價(jià)格在1000美元以上是理所當(dāng)然的事。這些跡象表明,未來(lái)跑步機(jī)仍會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。
◆跑步機(jī)的分類
(1)電動(dòng)跑步機(jī)。電動(dòng)跑步機(jī)是健身房及家庭較高檔的器材,它通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。由于被動(dòng)地形成跑和走,從動(dòng)作外形上看, 幾乎與普通在地面上跑或走一樣,但從人體用力上看,在電動(dòng)跑步機(jī)上跑、走比普通跑、走省去了一個(gè)蹬伸動(dòng)作。正是這一點(diǎn)使每一個(gè)在電動(dòng)步機(jī)上走跑的人感到十分輕松自如,可使人比普通跑步多跑1/3左右的路程,能量消耗也比普通走、跑為多。另外,由于電動(dòng)跑步機(jī)上的電子輔助裝備功能非常多,可體驗(yàn)不同的跑步環(huán)境,如平地跑、上坡跑、丘陵跑、變速跑等,您可根據(jù)您的鍛煉目的進(jìn)行選擇。
(2)單功能跑步機(jī)。單功能跑步機(jī)從結(jié)構(gòu)上分為兩類,一類是滾輪式跑步機(jī),一類是平板式跑步機(jī)。滾輪式跑步機(jī)工作時(shí)噪音很大,已被淘汰。平板式跑步機(jī)是由人主動(dòng)在上面運(yùn)動(dòng),所以使人感到與普通跑步一樣。它的電子表可幫助訓(xùn)練者記錄下時(shí)速、時(shí)間、心率、熱量、節(jié)拍、距離等指標(biāo)。使您隨時(shí)了解自己的訓(xùn)練情況,進(jìn)行有目的的調(diào)整。
(3)多功能跑步機(jī)。一臺(tái)多功能跑步機(jī)是由跑步機(jī)、劃船器、臥式健身車、放松機(jī)、腰旋器等功能器材組合而成,以功能多、占地少而受到一些人的喜愛(ài)。它的鍛煉方法同普通跑步機(jī)一樣,但從健身器所應(yīng)具備的使用舒服、方便,技術(shù)動(dòng)作準(zhǔn)確合理上看,多功能跑步機(jī)有一定缺陷。
(4)新型跑步機(jī)?,F(xiàn)在實(shí)力雄厚的諾迪克徑賽器材公司又推出了一種Nordic Sport新型跑步機(jī)。與普通跑步機(jī)相比,此種跑步機(jī)具有如下特點(diǎn):
1.消耗提高79%。該機(jī)在鍛煉時(shí)可使人體每小時(shí)消耗熱量852~1000卡;與普通跑步機(jī)相比效率可提高50%~79%,減肥效果極佳;
2.人體需氧量可提高53%。以此進(jìn)行訓(xùn)練,可在最短時(shí)間內(nèi)獲得最大的有氧訓(xùn)練的效果,能夠明顯提高心血管機(jī)能水平、心肺輸出量及氧化酶活性等。使練習(xí)者在達(dá)到同樣鍛煉效果的前提下,節(jié)省大量時(shí)間;
3.65%的肌肉得到鍛煉。人體肌肉在臀部以上。普通跑步機(jī)往往忽視了對(duì)人體手部肌肉的鍛煉,而這種帶有手臂鍛煉器的跑步機(jī)則彌補(bǔ)了此項(xiàng)不足,可使人獲得全身的鍛煉效果。并且此種帶有手臂鍛煉的設(shè)計(jì)在跑步機(jī)設(shè)計(jì)上已獲得專利。手臂鍛煉器使用時(shí)非常方便,只須兩只手臂像抽水機(jī)一樣上下往復(fù)擺便可以了。
3跑步機(jī)市場(chǎng)分析
目前,生產(chǎn)電動(dòng)跑步機(jī)的企業(yè)集中在長(zhǎng)江三角洲、山東半島及粵、閩沿海地區(qū),總數(shù)約為50余家,其中具備規(guī)模的約為15家,而合資、獨(dú)資企業(yè)約占50%。從電動(dòng)跑步機(jī)的行業(yè)集中度看,眼下3家企業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭比較突出,一是美國(guó)獨(dú)資的"喬山"公司;二是臺(tái)商合資的凱利斯(寧波)公司;三是山東祥和集團(tuán)。這3家企業(yè)具備了研發(fā)、編程設(shè)計(jì)、電機(jī)、電源、控制器、機(jī)加工全部自我制作的能力,在業(yè)內(nèi)很有影響力。
我國(guó)健身器材產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始起步,當(dāng)時(shí)只有為數(shù)不多的工廠生產(chǎn)杠鈴、啞鈴、拉力器等小型健身器材,產(chǎn)品的種類和數(shù)量都很少,行業(yè)整體規(guī)模小。在這個(gè)階段,跑步機(jī)的概念尚未進(jìn)入中國(guó)。從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始,全國(guó)各地出現(xiàn)了一大批健身器材生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品的種類和數(shù)量大大增加。我國(guó)自己生產(chǎn)的非電動(dòng)跑步機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)。1986年,山西長(zhǎng)治澳瑞特健身器械廠(山西長(zhǎng)治澳瑞特健康產(chǎn)業(yè)(集團(tuán))有限公司的前身)開(kāi)始生產(chǎn)非電動(dòng)跑步機(jī)。20世紀(jì)90年代后期,隨著人們生活水平的提高,大家對(duì)健身器材有了更高的要求,發(fā)達(dá)國(guó)家的電動(dòng)跑步機(jī)開(kāi)始大量進(jìn)入我國(guó)。1997年,我國(guó)企業(yè)自己研發(fā)的電動(dòng)跑步機(jī)也開(kāi)始走向市場(chǎng)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有171家企業(yè)具有生產(chǎn)跑步機(jī)的能力。在山東、廣東、福建、江蘇、浙江、北京及河北等地,已初步形成跑步機(jī)制造業(yè)生產(chǎn)基地。特別是近幾年,國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)每年都以超過(guò)25%的速度在增長(zhǎng)。
根據(jù)世界體育用品聯(lián)合會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,目前國(guó)際市場(chǎng)上65%以上的體育用品為"中國(guó)制造",其中,健身器械約占40-50%。中國(guó)制造的比例不小,但以民族品牌獨(dú)立出現(xiàn)的體育用品卻鳳毛麟角。國(guó)內(nèi)500多家健身器材生產(chǎn)企業(yè)里,大部分以出口為主,賺取的是加工費(fèi)和為國(guó)外企業(yè)貼牌生產(chǎn)費(fèi)用。吳江地區(qū)跑步機(jī)出口企業(yè)也是貼牌生產(chǎn),沒(méi)有自己的品牌。在未來(lái)全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程中,國(guó)產(chǎn)品牌走出國(guó)門(mén)已成為我國(guó)體育用品業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的必由之路。
盡管產(chǎn)量上去了,但是國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)的價(jià)格卻和外國(guó)生產(chǎn)的跑步機(jī)差了好幾個(gè)檔次。其實(shí),外國(guó)生產(chǎn)的跑步機(jī)除了在款式多樣化及附加功能開(kāi)發(fā)上具有比較優(yōu)勢(shì)之外,在技術(shù)和材料上并不比國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)先進(jìn)。應(yīng)該說(shuō),國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)從材料到新款開(kāi)發(fā),已經(jīng)跟上了世界的腳步。中國(guó)文教體育用品協(xié)會(huì)也表示,國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)在技術(shù)和材料等"硬件"上基本達(dá)到了國(guó)際水平。一個(gè)最直觀的例子是,國(guó)際上一些著名的跑步機(jī)生產(chǎn)企業(yè)紛紛選擇中國(guó)企業(yè)為其進(jìn)行貼牌生產(chǎn)。因此,品牌的影響力才是國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手最大的差距。
根據(jù)中國(guó)文教體育用品協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),盡管全國(guó)有100多家企業(yè)在生產(chǎn)跑步機(jī),但是目前國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)80%的市場(chǎng)已經(jīng)為青島英派斯集團(tuán)有限公司、山西長(zhǎng)治澳瑞特健康產(chǎn)業(yè)(集團(tuán))有限公司等七八家企業(yè)所瓜分。 因此,國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)向品牌沖刺的第一步,就是要在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行新一輪的資源整合,組建幾個(gè)更有規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)力的大企業(yè),從而為品牌塑造打好基礎(chǔ)。跑步機(jī)已列入今年中國(guó)名牌產(chǎn)品的評(píng)價(jià)目錄,這必將加速行業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍品牌的出現(xiàn)。
隨著2008年奧運(yùn)會(huì)的臨近,中國(guó)體育用品產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)一輪新的增長(zhǎng)。如果能抓住這個(gè)難得的機(jī)遇,國(guó)產(chǎn)跑步機(jī)行業(yè)將大步跑向品牌時(shí)代。
4總體方案介紹
利用凌陽(yáng)8位工業(yè)級(jí)單片機(jī)SPMC65P2404A設(shè)計(jì)的電動(dòng)跑步機(jī)控制器原理框圖如圖4-1所示,整個(gè)系統(tǒng)可以分為按鍵、顯示、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和信號(hào)檢測(cè)。
圖4-1 跑步機(jī)系統(tǒng)框圖
◆按鍵部分
按鍵部分完成一些參數(shù)的設(shè)定、開(kāi)始/暫停、緊急停止按鈕、對(duì)速度的調(diào)整功能
◆電機(jī)部分
主要是用全橋驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī),并通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的霍爾信號(hào)來(lái)獲得電機(jī)的一些參數(shù),從而來(lái)更好的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),并且提供相應(yīng)的限流和過(guò)載沖擊保護(hù)。
5芯片特性簡(jiǎn)介
SPMC65P2404A是凌陽(yáng)公司的8位工控單片機(jī),最高工作頻率為8MHz,工作電壓3V~5.5V,有192字節(jié)的RAM和4K字節(jié)的OTP ROM,有23個(gè)可編程IO口,8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器,2通道8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,2通道16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,1個(gè)12位PWM輸出口,有低電壓、上電、看門(mén)狗、外部信號(hào)、錯(cuò)誤地址復(fù)位,并且有一個(gè)蜂鳴器輸出口……。利用這些資源,能夠?qū)崿F(xiàn)跑步機(jī)控制器的功能。
具體特性包括:
◆凌陽(yáng)科技8位單片機(jī);
☉182條指令
☉11種尋址模式
☉最高工作頻率為8MHz
☉支持位操作(Set,Clear,Inverse,Test)
◆2個(gè)8位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)
☉普通的定時(shí)/計(jì)數(shù)器
☉具有8位捕獲功能
☉具有8位比較功能
◆2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器
☉普通的定時(shí)/計(jì)數(shù)器
☉具有8或16位捕獲功能
☉具有16位比較功能
☉12位PWM輸出
◆中斷方式
☉支持IRQ和NMI中斷
☉4種外部中斷
☉11種內(nèi)部中斷
◆工作電壓:2.5V~5V;
◆8通道10位模數(shù)轉(zhuǎn)換(100KHz)
◆內(nèi)置4K Byte的OTP ROM;
◆內(nèi)置192K Byte的RAM;
◆23個(gè)可編程輸入/輸出口
◆5種復(fù)位功能
◆時(shí)鐘選擇:晶體振蕩器、RC振蕩、外部信號(hào)
◆電源模式:Halt模式和Stop模式
◆低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能;
◆一個(gè)蜂鳴器輸出口
◆可進(jìn)行SPI通信
◆內(nèi)置在線仿真板(ICE,In- Circuit Emulator)接口。
評(píng)論