基于SPCE061A单片机的髋作用力测试仪设计

3.3 功率的测量

　　测得作用力和速度之后，功率可由二者乘积算得。即功率：

　　P=Fv (5)

　　但考虑到单片机在计算实数乘法的效率和精度上的劣势,单片机只负责将采集到的作用力和速度通过RS232上传到上位机，实际运算则由上位机完成。此方法能满足测试仪的实时性和精度要求。

4 系统软件设计

　　SPCE061A内置在线仿真电路ICE (In-CircuitEmulator)接口和在线串行编程技术，使程序开发、调试和下载等均在可视化开发环境中通过在线调试器PROBE实现，省去了传统单片机开发中必需的硬件在线实时仿真器(ICE)和程序烧写器。具体软件设计中，充分利用SPCE061A丰富的时基中断，在IRQ4、IRQ5中断子程序中完成键盘扫描和A/D转换等工作。与上位机的串行通信则采用SPCE061A自带的UART硬件传输中断，以满足数据双向传输的异步性和实时性。

　　系统程序由主程序、力采集子程序、速度计算子程序、串行通信子程序、外扩存储器子程序和中断子程序等部分组成。各部分严格按照模块化原则编写，易于日后系统升级和维护。其中，主程序主要完成测试仪各部件的初始化和自检，以及实际测量中各个功能模块的协调。

　　力采集子程序和速度计算子程序流程图如图5所示。

　　测试仪的上位机监控程序基于Visual C++6.0平台开发。使用微软公司提供的MSComm控件，极大程度上避免了直接调用Win32API造成的编程繁琐等弊端，以较少代码量实现本系统要求的通信功能。上位机程序具备作用力计时、平均功率计算、正反转选择显示、测量数据保存和复现等功能。程序运行界面如图6所示。

5 结束语

　　该测试仪以凌阳16位单片机SPCE061A为控制核心，充分发挥其片内资源丰富和运算速度快的优点，硬件电路结构简洁，稳定性高。上位机监控程序界面友好，操控方便。测试数据的保存和复现功能便于运动训练方案的离线分析和制定。整个测试仪具备较强的可扩展性。该测试仪已经开始在中国海洋大学运动体能实验室试用，并取得了良好的测试效果。