王妍+田鵬+顧亭

摘 要：體重指數(shù)測量儀的設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為核心，外圍電路集成了壓力傳感器，LCD液晶顯示模塊，按鍵模塊，復(fù)位電路等。在測量體重之前通過鍵盤輸入被測者的身高值，再進(jìn)行體重測量，然后系統(tǒng)自動(dòng)處理，通過液晶屏幕顯示BMI的值，同時(shí)語音播報(bào)被測者的體重狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；壓力傳感器；BMI；

（西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院雙E項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號：20161806）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平得到了提高，營養(yǎng)條件得到極大的改善，同時(shí)現(xiàn)代人的生活方式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)鍛煉時(shí)間越來越少，而靜態(tài)生活的時(shí)間則不斷增加，導(dǎo)致機(jī)體能量攝入與能量消耗不平衡，由此造成了肥胖和超重。BMI是與體內(nèi)脂肪總量密切相關(guān)且簡單實(shí)用，能反應(yīng)全身性超重和肥胖的指標(biāo)，該指標(biāo)綜合考慮了體重和身高兩個(gè)因素。在測量因超重而面臨心臟病、高血壓等疾病時(shí)，比單純的以體重來認(rèn)定，更具準(zhǔn)確性。由于現(xiàn)代生活要求更高精度和更加穩(wěn)定的測量儀器，基于此，設(shè)計(jì)了電子體重指數(shù)檢測儀器。既克服了傳統(tǒng)稱重儀的不足，又能檢測體重指數(shù)是否合乎正常標(biāo)準(zhǔn)。

1體重指數(shù)（BMI）測量儀的基本結(jié)構(gòu)

測量儀的應(yīng)用系統(tǒng)是由硬件和軟件所組成。 硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分：STC89C52的最小系統(tǒng)，鍵盤輸入，數(shù)據(jù)采集，語音播報(bào)電路，復(fù)位電路以及顯示電路等。在信號采集方面設(shè)計(jì)用稱重傳感器采集弱點(diǎn)信號，由于采集的信號只有mv級別，故而設(shè)計(jì)了小信號的放大電路和信號的濾波電路以此保證能夠采集到良好的信號和便于下級單片機(jī)易于處理的信號。在A/D轉(zhuǎn)換上，為了獲得高精度的體重值，采用10位的A/D轉(zhuǎn)換功能對其進(jìn)行轉(zhuǎn)化；軟件主要是進(jìn)行系統(tǒng)初始化，基本數(shù)據(jù)的輸入，體重測量的處理，體重狀態(tài)的判定以及體重結(jié)果和狀態(tài)的顯示與播報(bào)等。軟件設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)程序包括主程序、定時(shí)中斷程序、中斷程序按鍵程序、數(shù)據(jù)處理子程序、LCD液晶顯示子程序等模塊，所有的程序均采用C匯編語言進(jìn)行編寫。結(jié)構(gòu)簡圖如1所示：

2系統(tǒng)工作原理

首先在測量體重前通過鍵盤輸入被測者的身高值，然后再進(jìn)行體重測量。通過壓力傳感器將采集到被測者的重量轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸出電壓信號通常很小，需要利用放大電路實(shí)現(xiàn)電信號的線性放大，再通過A/D轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的輸出，然后將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量送入到主控電路的單片機(jī)中進(jìn)行處理，單片機(jī)使用BMI算法計(jì)算出被測者的BMI值，再通過單片機(jī)控制液晶顯示器部分以及語音播報(bào)部分對測量及計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行輸出，從而使被測者得知自己的的體重以及BMI值。同時(shí)，在測量完一次BMI值時(shí)，復(fù)位電路自動(dòng)對其進(jìn)行復(fù)位，以便于下一次的測量。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

體重指數(shù)測量儀需要有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存結(jié)果、送顯示的運(yùn)行過程。根據(jù)這一要求，本設(shè)計(jì)由五部分構(gòu)成：鍵盤輸入部分、測量部分、控制器部分、數(shù)據(jù)顯示部分以及語音播報(bào)部分。測量儀的數(shù)據(jù)輸入部分由鍵盤實(shí)現(xiàn)。信息采集與處理分為以下階段：在單片機(jī)的控制下，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號通過輸入電路送入A/D轉(zhuǎn)換器處理，存入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；單片機(jī)通過使用BMI算法對鍵盤輸入與傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出被測者的BMI值，然后再將數(shù)據(jù)結(jié)果通過輸出接口電路輸出并進(jìn)行顯示與播報(bào)。由此設(shè)計(jì)出的電子秤系統(tǒng)，硬件部分簡單，軟件部分易于實(shí)現(xiàn)，并且在編程時(shí)大大減少程序量，在電路結(jié)構(gòu)上只有簡單的輸出輸入關(guān)系。

結(jié)束語：體重指數(shù)測量儀以其優(yōu)良的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性受到廣大消費(fèi)者的青睞，同時(shí)隨著集成電路和現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得單片機(jī)在日常的生活中得到廣泛的應(yīng)用，這更加方便了對測量儀的升級和維護(hù)。當(dāng)然，BMI指數(shù)測量儀只是單片機(jī)在眾多領(lǐng)域應(yīng)用中的冰山一角。相信隨著人們對于單片機(jī)認(rèn)識的加深以及利用單片機(jī)作為控制中心的智能儀器的推廣，在今后的生活中單片機(jī)會(huì)為人們的生活帶來更多的便捷。

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