【正文】 課程設(shè)計說明書 Kechengshejishuomingshu 地 市： 準(zhǔn)考證號： 姓 名： 河南省高等教育自學(xué)考試 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計） 基于單片機(jī)的身高體重測量儀 設(shè)計 摘 要 本文 介紹 了一 個 基于單片機(jī) 的身高體重測量儀，本 設(shè)計 以單片機(jī)為平臺， 利用 金屬應(yīng)變片來感應(yīng)人體的重量，傳感器輸出模擬量經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳入單片 機(jī)。利用超聲波在介質(zhì)中傳播速度固定的原理可由超聲波在空氣中的傳播時間算出傳播距離，實現(xiàn)身高的測量。通過串口電路實現(xiàn)了單片機(jī)與上位機(jī)的通信。本設(shè)計 硬件電路包括 電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、 液晶屏電路 、 串口通信電路、 獨(dú)立按鍵電路、 蜂鳴器 電路 、超聲波模塊電路、 AD 轉(zhuǎn)換器電路和全橋電路。軟件部分包括主程序、系統(tǒng)初始化程序、 AD 轉(zhuǎn)換器通信程序、按鍵檢測程序、超聲波信號發(fā)射及接收程序、液晶屏驅(qū)動程序。 本設(shè)計 可以 同時測量人體的身高和體重，還可以將所測數(shù)據(jù)自動編號發(fā)送到上位機(jī)上顯示或以文檔的形式導(dǎo)出并保存。基于單片機(jī)身高 體重測量儀制作成本低，電路設(shè)計簡單 ，顯示清楚， 基本滿足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞： STC89C52；超聲波 ； HX711； 上位機(jī) 裝 訂 線 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計） Height and weight measurement instrument based on MCU ABSTRACT This paper introduces a height and weight measurement instrument based on MCU , The design use a MCU as the platform, using metal strain gauges to induction of the weight of the human body. Because the ultrasonic propagation velocity is fixed, so according to the propagation time to calculate the propagation distance, so as to get the height information. Through the serial port MCU can municate with the PC. The hardware circuit includes power circuit, MCU minimum system circuit, LCD circuit, serial munication circuit, independent key circuit, a buzzer circuit, ultrasonic module circuit, AD converter circuit and a full bridge circuit. The software includes the main program, the system initialization program, AD converter munication program, button detection program, the ultrasonic signal emitting and receiving procedures, LCD driver program. This design can simultaneously measure the body height and weight, and can also send data to the host puter display or derived form document and save. Height and weight measurement instrument based on MCU of low cost, simple circuit design, clear display, basically meet the design requirements. Key words： STC89C52； Ultrasonic； HX711； Host puter 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計） 目 錄 1 緒論 ................................................. 1 2 身高體重測量儀總體方案設(shè)計 ............................ 2 設(shè)計方案的選定 ....................................... 2 身高體重測量儀的工作過程 ............................. 3 3 身高體重測量儀的硬件電路設(shè)計 .......................... 4 電源電路 ............................................ 4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ................................... 4 串口通信電路 ......................................... 5 超聲波模塊接口電路 ................................... 6 獨(dú)立按鍵電路 ......................................... 6 液晶屏電路 ........................................... 7 蜂鳴器電路 ........................................... 8 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器模塊接口電路 ........................... 8 全橋電路 ............................................ 9 總體硬件電路及其工作原理 ............................ 10 4 軟件設(shè)計 ............................................. 11 主函數(shù)的編寫 ........................................ 11 系統(tǒng)初始化函數(shù)的編寫 ................................ 13 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器通信函數(shù)的編寫 ........................ 13 按鍵檢測函數(shù)的編寫 .................................. 14 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計） 超聲波模塊函數(shù)的編寫 ................................ 16 液晶 屏驅(qū)動函數(shù)的編寫 ................................ 17 5 開發(fā)平臺及調(diào)試 ....................................... 19 硬件的制作 .......................................... 19 硬件的開發(fā)平臺 ...................................... 20 軟件的調(diào)試 .......................................... 20 軟件的開發(fā)平臺 ...................................... 21 上位機(jī)軟件 .......................................... 22 6 總結(jié) ................................................. 23 特點 ............................................... 23 不足與改進(jìn) .......................................... 23 參考文獻(xiàn) ................................................ 24 致謝 .................................................... 25 附錄１ .................................................. 26 附錄２ .................................................. 27 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計） 1 1 緒論 隨著科技和社會的發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)滲透到了社會的各個領(lǐng) 域，人們對個人的體質(zhì)狀況也越來越重視，在此背景下產(chǎn)生了許多用于測試人體健康標(biāo)準(zhǔn)的電子設(shè)備和器材，如血糖儀、電子體溫計、身高體重測量儀等就是其中典型的例子。傳統(tǒng)的身高體重測量儀具有不便于攜帶、功能單一、智能化程度低等缺點，因此進(jìn)一步研究身高體重測量儀有著非常現(xiàn)實的意義。多功能、易攜帶、低功耗、智能化是未來身高體重測量儀的發(fā)展趨勢。身高體重測量儀以成為人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中不可缺少的物品，它在醫(yī)療應(yīng)用、學(xué)校體檢、家庭應(yīng)用等方面都有廣泛的應(yīng)用。 上世紀(jì) 50 年代中期電子技術(shù)的發(fā)展推動 身高體重測量儀制造業(yè) 的飛速發(fā)展，經(jīng) 過 50余年的不斷改進(jìn)與完善，我國的身高體重測量儀從最初的全機(jī)械型到機(jī)電結(jié)合型再發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型，計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展 [1]。 未來的 身高體重測量儀 將與智能化接軌，與 其他測量儀器 集成 在一起 ，形成多 功能的測量儀 。隨著 科技的不斷發(fā)展 ， 身高體重測量儀 將從具有單純 測量 功能發(fā)展到具有 數(shù)據(jù)傳輸功能、判斷功能、記憶功能。 在新的 時代 里，面貌一新的 身高體重測量儀 將發(fā)揮更大的作用。 本設(shè)計制作了 一 個 基于 STC89C52RC 單片機(jī) 的身高體重測量儀 ，它可以 同時測量人體的重量和高度，同時還可以將所測信息自動編 號發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行顯示和保存，另外本設(shè)計還可以通過按鍵設(shè)置顯示模式以及校準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的身高體重測量儀相比具有易攜帶、多功能、智能化程度高等優(yōu)點。 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計） 2 2 身高體重測量儀總體方案設(shè)計 本課題的目標(biāo)是設(shè)計一個基于單片機(jī)的身高體重測量儀，該系統(tǒng)所測量的身高允許范圍為 ，精度為177。 1cm，體重允許范圍為 0kg200kg，精度為177。 。測量數(shù)據(jù)能夠顯示在液晶屏幕上還可以通過串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)通過電腦進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)的存儲。 設(shè)計方案的選定 （ 1）本次設(shè)計選用 STC89C52 單片機(jī)作為主控芯片， STC89C52 與傳統(tǒng)的 51 系列單片機(jī)相比功能更加強(qiáng)大，價格也更低。利用 Keil 軟件編譯程序使開發(fā)更為簡單，它 可以支持串口直接下載程序 ，不需要專門的下載器，用 ISP 軟件將程序下載到單片機(jī)中，單片機(jī)即可執(zhí)行相應(yīng)的功能，開發(fā)工具簡單。 （ 2）系統(tǒng)所選器件均為 5V 供電，所以本設(shè)計電源模塊選用 LM2940 三端穩(wěn)壓芯片，直流電壓輸入到 LM2940 的輸入端，輸出端輸出 5V 作為整個系統(tǒng)的電源。 （ 3）本設(shè)計選用 ZX12864R 液晶屏來顯示測量信息， ZX12864R 液晶屏可顯示漢字及圖形，內(nèi) 置 8192 個中文漢字和 128 個字符。模塊具有光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等功能，模塊有并行和串行兩種連接方法 [2]。 （ 4）體重的測量使用壓力應(yīng)變片，它可以將人體的體重轉(zhuǎn)換為電壓信號，模擬信號經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換器處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字值傳入到單片機(jī)進(jìn)行處理。 （ 5）身高的測量采用超聲波傳感器，傳感器的發(fā)射器發(fā)出的超聲波以固定速度υ在空氣中傳播，到達(dá)地面時被反射返回，由接收器接收，其往返時間為 t，可由單片機(jī)的定時器測量，由 s=vt/2 即可算出傳輸距離即身高 [3]。 （ 6）由于設(shè)計要求將測量信息發(fā)送到上位機(jī)上顯示 和保存，且 STC89C52 單片機(jī)在燒錄程序時也使用串口，所以本設(shè)計中選用了 MAX232 芯片作為 TTL 電平與 RS232 電平轉(zhuǎn)換的器件構(gòu)成串口通信電路。 除上述主要器件以外系統(tǒng)的設(shè)計還增加了蜂鳴器、按鍵等模塊來完善系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖 21 所示。 MCS51單片機(jī)三 端 穩(wěn) 壓 電 源超 聲 波 模 塊A D 轉(zhuǎn) 換 器獨(dú)