一種智能體型體重測量儀的設計

黃立端 趙娟

摘? 要：隨著人們生活水平的提高，人們對身體情況也越來越看重，為了隨時了解人體的健康機理狀況，時刻掌握身體的身高體重情況也有了必要，在該設計中將智能化、自動化、人性化用在了體型體重測量智能裝置的控制系統中。采用單片機作為主控芯片，結合超聲波測距系統、傳感系統、數據轉換系統、顯示系統等于一體設計一款智能體型體重測量儀。該文主要介紹了該系統的軟硬件設計和實現效果，該系統具有價格低、功能穩定、精確度較高等特點。

關鍵詞：體型體重測量? 單片機控制? 超聲波測高

中圖分類號：TP212.9 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（a）-0066-02

由于人們對于養生越來越關注，對體型體重的要求越來越高，設計一種智能體型體重測量儀就尤為重要。智能型體型體重測量儀外部采用液晶顯示屏顯示數據使得外觀更美，內部采用單片機作為主控裝置取代傳統彈簧減小了制造難度和裝置體積，更加的智能化，能夠自動顯示數據、數據傳輸和語音播報等功能，為生活帶來便捷和幫助。

該設計方案主要包括單片機控制模塊、數據采集模塊、測距模塊和顯示模塊等部分組成。單片機采用51芯片，數據采集通過應變式傳感器，顯示模塊采用LCD12864液晶顯示器顯示。具體實現方案框圖如圖1所示。智能測重系統由單片機控制，組成部分包含測重部分，測重部分又包含了傳感器、A/D轉換器和LCD顯示器，價格便宜、設計簡單、使用方便、準確性高。該設計是基于單片機STC89C52的測量系統，包括測高和稱重兩個模塊。其中測量身高量程為2m，稱重量程為100kg，能實現絕大多數測量要求。測高部分采用超聲波測距原理測量。測重部分采用應變式壓力傳感器、放大電路、AD轉換器、LCD顯示器等。

1? 智能提醒體重測量儀硬件設計

硬件設計包括控制電路、采集電路、顯示電路、測高電路、數據處理電路和傳輸電路等部分的設計。主控芯片采用單片機STC89C52，單片機最小系統可以產生所需的振蕩頻率、復位和自動控制等功能;超聲波測距電路通過不斷檢測超聲波發射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發射和接收回波的時間差t，然后求出距離S=Ct/2，式中的C為超聲波波速。利用超聲波測高，首先超聲波測出發射點與地面的高度H1并存入主控芯片，再將被測物體移入測量區內，測得上表面距離H2，用單片機算出兩者之差就是被測物體的實際高度。超聲波測高系統原理如圖2。測高電路采用HC-SR04超聲波模塊，測量范圍較大2cm～4m，測量精度高。超聲波模塊有4個引腳分別為VCC、GND、TRIG（觸發控制信號輸入端）、ECHO（觸發信號輸出端），測高電路主要由控制模塊，發射模塊和接收模塊3個部分組成;數據采集電路主要作用是采集稱重數據，此設計采用的是100kg的應變式壓力傳感器YZC-1B，該傳感器采用鋁合金材質，承受的輸入電阻為±5Ω，輸出電阻±5Ω，工作溫度范圍為-40℃～+80℃;數據處理電路的主要作用一是將微弱的信號進行放大處理;二是進行模數轉換，以滿足后續轉換的需求。該設計放大電路輸出電壓振幅在0～20mV之間，單片機處理數據的輸入電壓在0～5V在之間，為滿足單片機所需數據的需求，該放大電路所需設計的增益為200，采用OP07芯片。模數轉換采用的是一種8位分辨率、雙通道A/D轉換芯片ADC0832;顯示電路采用的是LCD12864芯片，用以顯示測量數據。具體硬件設計電路原理圖見圖3。

2? 系統軟件設計

硬件電路的設計必須依托軟件程序才能正常運行，該系統的軟件設計主要分3個步驟進行：一是分析系統要求;二是畫其流程圖;三是編寫相應的程序。軟件部分的設計包括初始化系統、按鍵檢測系統、數據采集系統、數據處理系統和顯示系統幾部分。主程序模塊主要完成編程芯片的初始化及按需要調用各模塊（子程序），系統子程序主要包括A/D轉換啟動及數據讀取程序設計、顯示程序設計等。系統開始運行時，傳感器傳遞的模擬信號通過A/D轉換器轉換成數字信號，然后再傳給單片機這系列程序就是A/D轉換子程序。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，本設計有數據輸入顯示程序。

該系統軟件設計充分利用了主控芯片單片機編程的又是，通過主程序和子程序流程圖和軟件程序的辨析，實現了職能體型體重測量儀的自動測量和顯示的功能。

3? 結語

該文主要針對體型體重測量智能裝置進行了軟硬件的設計，該智能裝置是基于單片機控制系統控制、超聲波測距、LCD顯示等功能，具有自動測量和顯示的作用。該系統的設計滿足電子技術高速發展的今天人們的生活提供了便利，通過實際使用證明該系統性能良好，穩定性搞，誤差小，達到了設計的目的，具有一定實用價值和借鑒意義。

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