基于STC89C52的體重指數（BMI）測量儀的設計

王妍+田鵬+顧亭

摘 要：體重指數測量儀的設計以STC89C52單片機為核心，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，再進行體重測量，然后系統自動處理，通過液晶屏幕顯示BMI的值，同時語音播報被測者的體重狀態。

關鍵詞：STC89C52單片機；壓力傳感器；BMI；

（西北民族大學電氣工程學院雙E項目資助，項目編號：20161806）

引言

隨著經濟社會的發展，人們的生活水平得到了提高，營養條件得到極大的改善，同時現代人的生活方式也發生了轉變，導致運動鍛煉時間越來越少，而靜態生活的時間則不斷增加，導致機體能量攝入與能量消耗不平衡，由此造成了肥胖和超重。BMI是與體內脂肪總量密切相關且簡單實用，能反應全身性超重和肥胖的指標，該指標綜合考慮了體重和身高兩個因素。在測量因超重而面臨心臟病、高血壓等疾病時，比單純的以體重來認定，更具準確性。由于現代生活要求更高精度和更加穩定的測量儀器，基于此，設計了電子體重指數檢測儀器。既克服了傳統稱重儀的不足，又能檢測體重指數是否合乎正常標準。

1體重指數（BMI）測量儀的基本結構

測量儀的應用系統是由硬件和軟件所組成。 硬件電路的構成主要有以下幾部分：STC89C52的最小系統，鍵盤輸入，數據采集，語音播報電路，復位電路以及顯示電路等。在信號采集方面設計用稱重傳感器采集弱點信號，由于采集的信號只有mv級別，故而設計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易于處理的信號。在A/D轉換上，為了獲得高精度的體重值，采用10位的A/D轉換功能對其進行轉化；軟件主要是進行系統初始化，基本數據的輸入，體重測量的處理，體重狀態的判定以及體重結果和狀態的顯示與播報等。軟件設計均采用模塊化設計，整個程序包括主程序、定時中斷程序、中斷程序按鍵程序、數據處理子程序、LCD液晶顯示子程序等模塊，所有的程序均采用C匯編語言進行編寫。結構簡圖如1所示：

2系統工作原理

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

3系統總體設計

體重指數測量儀需要有數據輸入、數據采集、數據處理、存結果、送顯示的運行過程。根據這一要求，本設計由五部分構成：鍵盤輸入部分、測量部分、控制器部分、數據顯示部分以及語音播報部分。測量儀的數據輸入部分由鍵盤實現。信息采集與處理分為以下階段：在單片機的控制下，經傳感器轉換的電壓信號通過輸入電路送入A/D轉換器處理，存入到數據存儲器中；單片機通過使用BMI算法對鍵盤輸入與傳感器采集的數據進行必要的數據處理，計算出被測者的BMI值，然后再將數據結果通過輸出接口電路輸出并進行顯示與播報。由此設計出的電子秤系統，硬件部分簡單，軟件部分易于實現，并且在編程時大大減少程序量，在電路結構上只有簡單的輸出輸入關系。

結束語：體重指數測量儀以其優良的準確性和穩定性受到廣大消費者的青睞，同時隨著集成電路和現代電子技術的飛速發展，使得單片機在日常的生活中得到廣泛的應用，這更加方便了對測量儀的升級和維護。當然，BMI指數測量儀只是單片機在眾多領域應用中的冰山一角。相信隨著人們對于單片機認識的加深以及利用單片機作為控制中心的智能儀器的推廣，在今后的生活中單片機會為人們的生活帶來更多的便捷。

參考文獻：

[1]李明明，耿玉琴，何云云.基于物聯網的體重秤的設計[J].測控技術，2016，6.

[2]王翥，崔曉志，侯春雷.超聲波傳感器接收信號強度非對稱性分析及對策[J].傳感技術學報，2015，1.

[3]孫玉昕.基于物聯網的脂肪檢測系統設計與實現[J].軟件導刊，2014，11.

[4] 譚浩強. C語言程序設計[M].北京： 清華大學出版社， 2005.