数字身高体重测量仪设计方案

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1、数字身高体重测量仪设计方案1.1选题背景及目的随着社会的发展，人们生活水平不断提升，与身体状况相关的方面越来越得到人们的关注。而身高与体重的变化则是身体状况最为直接的表现，因此身高体重便成为必要的测量内容。身高体重测量仪现以不止用于医疗、体检部门，而是可以广泛应用于大众的仪器，因此身高体重测量仪的研究和设计有非常广阔的前景。本设计的身高体重一体化测量仪可以同时测量身高和体重数据，并实时的在屏幕上显示，大大提高了使用效率。本设计的仪器系统功耗低，运行情况良好而可靠，能利用最少的资源进行高精度的测量，信息性能可靠，操作便利，可以方便的获取结果，在实际的使用中

2、获得了理想的效果，有重要的研究意义。身高的测量使用非接触式的超声波来完成。超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因此超声波经常用于障碍物的距离测量。由于超声波可做到无接触检测距离,这一特性用在人体或其它物体高度的测量上会变得非常方便。而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。因此本设计也是利用超声波来测量高度。体重的测量采用应变式压力传感器做成电子称来测量重量。和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点，因此电子称逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品

3、[1]。本课题48设计的电子秤具有基本称重、显示功能。该电子秤的测量范围为0-200Kg，测量精度达到1kg，有高精度，低成本，易携带的特点。1.2总体方案设计与论证1.2.1设计任务（1）题目：数字身高体重测量仪（2）测量要求：超声波测高精度±1cm，测量范围2cm-4m称重精度1kg，测量范围1kg-200kg要求测量准确，能同时在显示屏上显示出来。1.2.2设计内容外围设备：（1）51单片机最小系统开发板（2）STC89C52主芯片（3）超声波测距模块（4）压力传感器称重模块（5）AD转换模块（6）1602液晶显示模块1.2.3方案论证与选择方案一

4、：采用FPGA控制，超声波测距，电容式传感器称重，数码管显示数值。方案二：采用51单片机控制，超声波测距，应变式传感器称重，1602液晶显示数值。48以上两个方案主要是控制芯片，称重传感器和显示设备的选择问题。现就各个选择做以下论证。FPGA功能强大，端口多，适于多从控制，但数据处理较复杂，且价格昂贵；51单片机设计简单，易于控制，价格便宜，且能完成要求的所有工作，因此选择51单片机控制。电容式传感器耗电量少,造价低,但准确度只有1/200~1/500；电阻应变式传感器的称量范围为300g至数千kg,计量准确度达1/1000~1/10000,结构较简单,

5、可靠性较好，因此选择电阻应变式传感器，且采用全桥式等臂电桥电路。采用数码管现实的话，需要两组数码管分别显示身高和体重数值，消耗功率大，且占用较多的I/O口资源；采用1602液晶显示，可以分两行同时清晰直观地显示身高体重结果及必要的信息，因此选择1602液晶显示作为显示屏。综上所述，选择方案二更为合理、经济。2硬件电路设计2.1主控电路我们主控制电路采用STC89C52芯片，STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择[2]。 主要特性

6、如下[3]：  1.工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机） 2.增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.483.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz 4.片上集成512字节RAM 5.用户应用程序空间为8K字节 6.具有EEPROM功能7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8

7、.通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。  9.共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2 10.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒11.具有看门狗功能 12.工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）13.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART 14.PDIP封装其管脚定义如图2.1所示。48图2.1STC89C

8、52管脚图2.2超声波测高模块电路2.2.1超声波传感器及其测高原理超声波是通过