黃立端 趙娟

摘? 要：隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)身體情況也越來(lái)越看重，為了隨時(shí)了解人體的健康機(jī)理狀況，時(shí)刻掌握身體的身高體重情況也有了必要，在該設(shè)計(jì)中將智能化、自動(dòng)化、人性化用在了體型體重測(cè)量智能裝置的控制系統(tǒng)中。采用單片機(jī)作為主控芯片，結(jié)合超聲波測(cè)距系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)等于一體設(shè)計(jì)一款智能體型體重測(cè)量?jī)x。該文主要介紹了該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)效果，該系統(tǒng)具有價(jià)格低、功能穩(wěn)定、精確度較高等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：體型體重測(cè)量? 單片機(jī)控制? 超聲波測(cè)高

中圖分類(lèi)號(hào)：TP212.9 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（a）-0066-02

由于人們對(duì)于養(yǎng)生越來(lái)越關(guān)注，對(duì)體型體重的要求越來(lái)越高，設(shè)計(jì)一種智能體型體重測(cè)量?jī)x就尤為重要。智能型體型體重測(cè)量?jī)x外部采用液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)使得外觀更美，內(nèi)部采用單片機(jī)作為主控裝置取代傳統(tǒng)彈簧減小了制造難度和裝置體積，更加的智能化，能夠自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)傳輸和語(yǔ)音播報(bào)等功能，為生活帶來(lái)便捷和幫助。

該設(shè)計(jì)方案主要包括單片機(jī)控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、測(cè)距模塊和顯示模塊等部分組成。單片機(jī)采用51芯片，數(shù)據(jù)采集通過(guò)應(yīng)變式傳感器，顯示模塊采用LCD12864液晶顯示器顯示。具體實(shí)現(xiàn)方案框圖如圖1所示。智能測(cè)重系統(tǒng)由單片機(jī)控制，組成部分包含測(cè)重部分，測(cè)重部分又包含了傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器和LCD顯示器，價(jià)格便宜、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便、準(zhǔn)確性高。該設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)STC89C52的測(cè)量系統(tǒng)，包括測(cè)高和稱(chēng)重兩個(gè)模塊。其中測(cè)量身高量程為2m，稱(chēng)重量程為100kg，能實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)測(cè)量要求。測(cè)高部分采用超聲波測(cè)距原理測(cè)量。測(cè)重部分采用應(yīng)變式壓力傳感器、放大電路、AD轉(zhuǎn)換器、LCD顯示器等。

1? 智能提醒體重測(cè)量?jī)x硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)包括控制電路、采集電路、顯示電路、測(cè)高電路、數(shù)據(jù)處理電路和傳輸電路等部分的設(shè)計(jì)。主控芯片采用單片機(jī)STC89C52，單片機(jī)最小系統(tǒng)可以產(chǎn)生所需的振蕩頻率、復(fù)位和自動(dòng)控制等功能;超聲波測(cè)距電路通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差t，然后求出距離S=Ct/2，式中的C為超聲波波速。利用超聲波測(cè)高，首先超聲波測(cè)出發(fā)射點(diǎn)與地面的高度H1并存入主控芯片，再將被測(cè)物體移入測(cè)量區(qū)內(nèi)，測(cè)得上表面距離H2，用單片機(jī)算出兩者之差就是被測(cè)物體的實(shí)際高度。超聲波測(cè)高系統(tǒng)原理如圖2。測(cè)高電路采用HC-SR04超聲波模塊，測(cè)量范圍較大2cm～4m，測(cè)量精度高。超聲波模塊有4個(gè)引腳分別為VCC、GND、TRIG（觸發(fā)控制信號(hào)輸入端）、ECHO（觸發(fā)信號(hào)輸出端），測(cè)高電路主要由控制模塊，發(fā)射模塊和接收模塊3個(gè)部分組成;數(shù)據(jù)采集電路主要作用是采集稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)，此設(shè)計(jì)采用的是100kg的應(yīng)變式壓力傳感器YZC-1B，該傳感器采用鋁合金材質(zhì)，承受的輸入電阻為±5Ω，輸出電阻±5Ω，工作溫度范圍為-40℃～+80℃;數(shù)據(jù)處理電路的主要作用一是將微弱的信號(hào)進(jìn)行放大處理;二是進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以滿(mǎn)足后續(xù)轉(zhuǎn)換的需求。該設(shè)計(jì)放大電路輸出電壓振幅在0～20mV之間，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的輸入電壓在0～5V在之間，為滿(mǎn)足單片機(jī)所需數(shù)據(jù)的需求，該放大電路所需設(shè)計(jì)的增益為200，采用OP07芯片。模數(shù)轉(zhuǎn)換采用的是一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832;顯示電路采用的是LCD12864芯片，用以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。具體硬件設(shè)計(jì)電路原理圖見(jiàn)圖3。

2? 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

硬件電路的設(shè)計(jì)必須依托軟件程序才能正常運(yùn)行，該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分3個(gè)步驟進(jìn)行：一是分析系統(tǒng)要求;二是畫(huà)其流程圖;三是編寫(xiě)相應(yīng)的程序。軟件部分的設(shè)計(jì)包括初始化系統(tǒng)、按鍵檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)幾部分。主程序模塊主要完成編程芯片的初始化及按需要調(diào)用各模塊（子程序），系統(tǒng)子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)、顯示程序設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，傳感器傳遞的模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后再傳給單片機(jī)這系列程序就是A/D轉(zhuǎn)換子程序。顯示子程序也是很重要的部分之一，顯示子程序的作用是確定是否需顯示怎么顯示，本設(shè)計(jì)有數(shù)據(jù)輸入顯示程序。

該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)充分利用了主控芯片單片機(jī)編程的又是，通過(guò)主程序和子程序流程圖和軟件程序的辨析，實(shí)現(xiàn)了職能體型體重測(cè)量?jī)x的自動(dòng)測(cè)量和顯示的功能。

3? 結(jié)語(yǔ)

該文主要針對(duì)體型體重測(cè)量智能裝置進(jìn)行了軟硬件的設(shè)計(jì)，該智能裝置是基于單片機(jī)控制系統(tǒng)控制、超聲波測(cè)距、LCD顯示等功能，具有自動(dòng)測(cè)量和顯示的作用。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足電子技術(shù)高速發(fā)展的今天人們的生活提供了便利，通過(guò)實(shí)際使用證明該系統(tǒng)性能良好，穩(wěn)定性搞，誤差小，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，具有一定實(shí)用價(jià)值和借鑒意義。

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