【正文】 ut）、 10 腳（ T2in）、 7 腳（ T2out）構(gòu)成第二數(shù)據(jù)通道。 圖 33 串口通信電路 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(jì)） 6 超聲波模塊接口電路 本設(shè)計(jì)使用 HCSR04 超聲波模塊來(lái)測(cè)量人體的身高，該模塊共有四個(gè)引腳，其中 1 腳為電源正極，其典型的工作電壓為 5V， 4 腳為電源地。 本設(shè)計(jì)的按鍵接口如圖 35 所示，在正常情況下按鍵所接的引腳均為高電平，當(dāng)按鍵按下時(shí)單片機(jī)的引腳與電源地相連即其輸入變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)引腳上的電平變化即可以檢測(cè)按鍵是否按下 [9]。數(shù)據(jù)總線可選擇 8位或 4位并行 /3 位串行，電源電壓 ，具有光標(biāo)顯示、睡眠模式、自定義字符、畫(huà)面移位等功能。第 5 腳 RW 為并行的讀寫(xiě)選擇端，串行模式下為數(shù)據(jù)端口。第 17 腳 RST 為復(fù)位引腳低電平有效。 圖 36 液晶屏模塊 電路 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(jì)） 8 蜂鳴器電路 蜂鳴器是一種電子訊響器，本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器作為提示設(shè)備，用于在按鍵按下或進(jìn)行其他操作時(shí)發(fā)出提示音。模塊內(nèi)部集成了時(shí)鐘電路、穩(wěn)壓電源等外圍電路，具有抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、集成度高等特點(diǎn)。這些增益所對(duì)應(yīng)的滿量程差分輸入電壓分別是177。 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器模塊接口電路如圖 38 所示。 如圖 391 為全橋電路實(shí)物連 接圖， E+ 和 E 為差分電壓的輸入端，接在 HX711 AD轉(zhuǎn)換器模塊的電源輸出上。 圖 391 全橋電路實(shí)物連接圖 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(jì)） 10 圖 392 全橋電路原理圖 總體硬件電路及其工作原理 整個(gè)系統(tǒng)由 9V 適配器供電經(jīng)過(guò) LM2940 穩(wěn)壓模塊輸出 5V 電源為整個(gè)系統(tǒng)供電，上電后電源指示燈點(diǎn)亮。通過(guò)檢測(cè)單片機(jī)引腳的電平可以檢測(cè)按鍵是否按下從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送、保持、校準(zhǔn)等功能，當(dāng)按鍵按下時(shí)由單片機(jī)控制的蜂鳴器也會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的提示音。 軟件部分包括主程序、系統(tǒng)的初始化程序、HX711 AD 轉(zhuǎn)換器通信程序、按鍵檢測(cè)程序、超聲波信號(hào)發(fā)射及接收程序、液晶屏幕驅(qū)動(dòng)程序。在正常測(cè)量狀態(tài)下若沒(méi)有按鍵按下那么系統(tǒng)則一直測(cè)量并顯示當(dāng)前的重量和高度值。 //初始化串口 定時(shí)器 clrscreen()。 //開(kāi)蜂鳴器提示 Number++。 while(!TI)。 //狀態(tài)變量變?yōu)楸３譅顟B(tài) weight = Read_Count()。 //顯示身高值 break。 } } } 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(jì)） 13 系統(tǒng)初始化函數(shù)的編寫(xiě) 本設(shè)計(jì)中因?yàn)槌暡K需要用定時(shí)器來(lái)測(cè)量超聲波脈沖的傳播時(shí)間，另外系統(tǒng)工作時(shí)需要向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，所以在程序開(kāi)始時(shí)需先初始化單片機(jī)定時(shí)器和串行端口相應(yīng)的寄存器 [12]。 //設(shè)置定時(shí)器工作模式 TH1=0xfd。當(dāng) DT 變?yōu)榈碗娖胶?，表?AD 轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)備好輸出數(shù)據(jù)，這時(shí) SCK 應(yīng)輸入 25 到 27 個(gè)不等的時(shí)鐘脈沖。 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器芯片的讀寫(xiě)時(shí)序如圖 43所示。 //先將 時(shí)鐘線拉低 Count=0。i++) //逐位讀取 24 位 AD 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換好的值 { ADSK=1。 //最低位置一 } } ADSK=1。 //轉(zhuǎn)為實(shí)際的重量值 Count=Correct_wCount。 在理想情況下若單片機(jī)的 IO 口出現(xiàn)低電平即可認(rèn)為是對(duì)應(yīng)的按鍵按下，但在實(shí)際情況下由于按鍵在閉合和斷開(kāi)的瞬間觸點(diǎn)會(huì)存在抖動(dòng)現(xiàn)象，所以按鍵所連接的 IO 口上就會(huì)出現(xiàn)一些雜波信號(hào)造成單片機(jī)的檢測(cè)錯(cuò)誤，如圖 44 所示。 //延時(shí)濾波 if(key1==0) //濾波后再次檢測(cè) { while(!key1)。 //若第一個(gè)按鍵沒(méi)有按下 返回 0 } break。若在超聲波脈沖發(fā)射后打開(kāi)單片機(jī)的定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)收到超聲波回波信號(hào)后關(guān)閉定時(shí)器那么定時(shí)間即為超聲波脈沖在空氣中的傳播時(shí)間，通過(guò)公式：測(cè)量距離 =(傳播時(shí)間 *聲速 (340m/s))/2 即可算出傳播距離。 //將 RX(接收引腳 )置為高電平 TR0=0。 //定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí) TF0=0。 //延時(shí) while( RX ==1 amp。 //關(guān)定時(shí)器停止計(jì)時(shí) if(TFO) //定時(shí)器溢出則判斷為無(wú)信號(hào)返回 n=999。 //減去承重板到地面距離 } return n。讀狀態(tài)操作的作用是查看液晶的狀態(tài)，液晶屏幕在接受指令前，單片機(jī)需要先確認(rèn)液晶屏幕內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取 BF 標(biāo)志時(shí) BF需為 0，方可接受新的指令。 //檢查是否可以接收指令 RS=0。 //將命令送到數(shù)據(jù)總線 delay(5)。 //檢查是否可以接收指令 RS=1。 //將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線 delay(5)。 //RS 為指令 /數(shù)據(jù)選擇信號(hào) 寫(xiě)命令 RS=0 RW=1。0x80)==0x80)。為確保設(shè)計(jì)電路的正確性，首先在萬(wàn)用板上焊接好各模塊電路，上電對(duì)各模塊進(jìn)行分析驗(yàn)證，各模塊電路測(cè)試無(wú)誤后用 Altium Designer 軟件將測(cè)試好的電路原理圖畫(huà)好，利用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)將各模塊電路連接起來(lái)，然后對(duì)原理圖進(jìn)行檢查。電路板檢查完成后上電燒錄程序，燒錄成功后即可將電路板與液晶模塊、全橋電路、超聲波模塊相連接進(jìn)行測(cè)試。 本次設(shè)計(jì)在原理圖和 PCB 的設(shè)計(jì)上主要使用了 Altium Designer 軟件。 圖 52 Altium Designer 操作界面 軟件的調(diào)試 本設(shè)計(jì)中所用到的可編程器件只有單片機(jī)，所以軟件設(shè)計(jì)的核心在于對(duì)單片機(jī)的編程。各個(gè)模塊調(diào)試成功后將各模塊的功能函數(shù)封裝到不同的 .c 文件中再將其中需要主程序調(diào)用的函數(shù)、變量、頭文件等在對(duì)應(yīng)的 .h 文件中聲明。 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(jì)） 21 軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái) 本次設(shè)計(jì)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為 Keil。 圖 542 STCISP 界面 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(jì)） 22 上位機(jī)軟件 由于本設(shè)計(jì)需要向上位機(jī)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)且在軟件調(diào)試時(shí)使用上位機(jī)軟件能 實(shí)時(shí)監(jiān)控一些想要知道的數(shù)據(jù)，上位機(jī)的使用為軟件的調(diào)試提供了很大的方便，為程序的調(diào)試節(jié)省了大量的時(shí)間。 圖 55 Serial Hunter 操作界面 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(jì)） 23 6 總結(jié) 本文設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)控制的身高體重測(cè)量?jī)x，測(cè)量身高允許范圍為 ，精度為177。 本報(bào)告詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)思想，涉及硬件電路的設(shè)計(jì)與制作，軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面。 （ 2）本設(shè)計(jì)在測(cè)量的同時(shí)還可以將所測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)編號(hào)發(fā)送到上位機(jī)上，上位機(jī)可對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示存檔，信息錄入方便、快捷，適用于體檢場(chǎng)合。超聲波測(cè)距利用的是超聲波在空氣中傳播速度固定的原理，但當(dāng)系統(tǒng)工作在不同溫度、濕度、以及風(fēng)速的 環(huán)境下超聲波的傳播速度是會(huì)在一定范圍內(nèi)變化的。在設(shè)計(jì)時(shí)若液晶的背光燈接在一個(gè)由單片機(jī)端口控制的驅(qū)動(dòng)電路上，再用按鍵 控制背光燈的開(kāi)關(guān)這樣不但可以降低能耗還提升了整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度。而在這過(guò)程中，離不開(kāi)學(xué)校，老師和同學(xué)的幫助與支持。本報(bào)告參考了大量文獻(xiàn)資料，最后，向?qū)W術(shù)界的各位前輩們致敬！ 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(jì)） 26 附 錄１ 電路圖 : 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(jì)） 27 附 錄 ２ 文件： include //單片機(jī)頭文件 include //液晶的頭文件 include //HX711 AD 轉(zhuǎn)換器芯片的頭文件 include //超聲波模塊的頭文件 include //系統(tǒng)初始化的頭文件 include //按鍵頭文件 sbit beep=P3^2。 //存放高度值的字符串用于在液晶上顯示 unsigned char weight_data[8]。 //開(kāi)機(jī)圖像 unsigned char pattern=1。 //存放編號(hào)值的字符串 用于顯示 void main(void) //主函數(shù) { PSB=0。 //RW 引腳置零 寫(xiě)液晶 lcdreset()。 //顯示開(kāi)機(jī)圖畫(huà) system_init()。 //第二行顯示漢字 write_(0x8a)。 //清屏 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(jì)） 28 write_(0x91)。 //第三行顯示漢字 delay(30000)。 //第二行顯示漢字 write_(0x88)。 //清屏 while(1) //循環(huán) { switch(pattern) //檢測(cè)處于哪種狀態(tài) { case 1: //正常測(cè)量狀態(tài) if(Key_Scan(2)||weight4000) //校準(zhǔn) +按鍵按下 Correct_w++。 //編號(hào)加 1 Number_data[0]=Number/100+39。 Number_data[2]=Number%10+39。i++) //發(fā)送編號(hào)值各位發(fā)送到上位機(jī) { SBUF=Number_data[i]。i3。 TI=0。 while(!TI)。i++) //發(fā)送“ ” { SBUF=39。 } for(i=0。 TI=0。 TI=0。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 hzkdis( 【保持】 )。 //跳轉(zhuǎn)到 case2 保持狀態(tài) } weight = Read_Count()。039。.39。k39。 //指針賦值 weight_data 首地址 write_(0x90)。 //顯示體重值 height = sonic()。039。c39。 //指針賦值 height_data 首地址 write_(0x80)。 //顯示身高值 write_(0x98)。 //蜂鳴器提示音開(kāi) pattern=1。 } } } 文件： include //HX711 AD 轉(zhuǎn)換器芯片的頭文件 unsigned long Correct_w=4434。 //時(shí)鐘信號(hào)線置 0 使能 AD Count=0。i++) //依次讀 24 位轉(zhuǎn)換好的值 { 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(jì)） 31 ADSK=1。 //變量最低位置一 } } ADSK=1。 //轉(zhuǎn)換為實(shí)際的重量值 Count=Correct_wCount。 unsigned long Read_Count(void)。 //設(shè)置定時(shí)器工作模式 TH1=0x