一种智能体型体重测量仪的设计
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摘 要：随着人们生活水平的提高，人们对身体情况也越来越看重，为了随时了解人体的健康机理状况，时刻掌握身体的身高体重情况也有了必要，在该设计中将智能化、自动化、人性化用在了体型体重测量智能装置的控制系统中。采用单片机作为主控芯片，结合超声波测距系统、传感系统、数据转换系统、显示系统等于一体设计一款智能体型体重测量仪。该文主要介绍了该系统的软硬件设计和实现效果，该系统具有价格低、功能稳定、精确度较高等特点。
关键词：体型体重测量 单片机控制 超声波测高
中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（a）-0066-02
由于人们对于养生越来越关注，对体型体重的要求越来越高，设计一种智能体型体重测量仪就尤为重要。智能型体型体重测量仪外部采用液晶显示屏显示数据使得外观更美，内部采用单片机作为主控装置取代传统弹簧减小了制造难度和装置体积，更加的智能化，能够自动显示数据、数据传输和语音播报等功能，为生活带来便捷和帮助。
该设计方案主要包括单片机控制模块、数据采集模块、测距模块和显示模块等部分组成。单片机采用51芯片，数据采集通过应变式传感器，显示模块采用LCD12864液晶显示器显示。具体实现方案框图如图1所示。智能测重系统由单片机控制，组成部分包含测重部分，测重部分又包含了传感器、A/D转换器和LCD显示器，价格便宜、设计简单、使用方便、准确性高。该设计是基于单片机STC89C52的测量系统，包括测高和称重两个模块。其中测量身高量程为2m，称重量程为100kg，能实现绝大多数测量要求。测高部分采用超声波测距原理测量。测重部分采用应变式压力传感器、放大电路、AD转换器、LCD显示器等。
1 智能提醒体重测量仪硬件设计
硬件设计包括控制电路、采集电路、显示电路、测高电路、数据处理电路和传输电路等部分的设计。主控芯片采用单片机STC89C52，单片机最小系统可以产生所需的振荡频率、复位和自动控制等功能;超声波测距电路通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t，然后求出距离S=Ct/2，式中的C为超声波波速。利用超声波测高，首先超声波测出发射点与地面的高度H1并存入主控芯片，再将被测物体移入测量区内，测得上表面距离H2，用单片机算出两者之差就是被测物体的实际高度。超声波测高系统原理如图2。测高电路采用HC-SR04超声波模块，测量范围较大2cm～4m，测量精度高。超声波模块有4个引脚分别为VCC、GND、TRIG（触发控制信号输入端）、ECHO（触发信号输出端），测高电路主要由控制模块，发射模块和接收模块3个部分组成;数据采集电路主要作用是采集称重数据，此设计采用的是100kg的应变式压力传感器YZC-1B，该传感器采用铝合金材质，承受的输入电阻为±5Ω，输出电阻±5Ω，工作温度范围为-40℃～+80℃;数据处理电路的主要作用一是将微弱的信号进行放大处理;二是进行模数转换，以满足后续转换的需求。该设计放大电路输出电压振幅在0～20mV之间，单片机处理数据的输入电压在0～5V在之间，为满足单片机所需数据的需求，该放大电路所需设计的增益为200，采用OP07芯片。模数转换采用的是一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片ADC0832;显示电路采用的是LCD12864芯片，用以显示测量数据。具体硬件设计电路原理图见图3。
2 系统软件设计
硬件电路的设计必须依托软件程序才能正常运行，该系统的软件设计主要分3个步骤进行：一是分析系统要求;二是画其流程图;三是编写相应的程序。软件部分的设计包括初始化系统、按键检测系统、数据采集系统、数据处理系统和显示系统几部分。主程序模块主要完成编程芯片的初始化及按需要调用各模块（子程序），系统子程序主要包括A/D转换启动及数据读取程序设计、显示程序设计等。系统开始运行时，传感器传递的模拟信号通过A/D转换器转换成数字信号，然后再传给单片机这系列程序就是A/D转换子程序。显示子程序也是很重要的部分之一，显示子程序的作用是确定是否需显示怎么显示，本设计有数据输入显示程序。
该系统软件设计充分利用了主控芯片单片机编程的又是，通过主程序和子程序流程图和软件程序的辨析，实现了职能体型体重测量仪的自動测量和显示的功能。
3 结语
该文主要针对体型体重测量智能装置进行了软硬件的设计，该智能装置是基于单片机控制系统控制、超声波测距、LCD显示等功能，具有自动测量和显示的作用。该系统的设计满足电子技术高速发展的今天人们的生活提供了便利，通过实际使用证明该系统性能良好，稳定性搞，误差小，达到了设计的目的，具有一定实用价值和借鉴意义。
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