【文章內容簡介】 外部時鐘或晶振，RATE=0fclk/1,105,920外部時鐘或晶振，RATE=DVDDfclk/138，240輸出數(shù)據(jù)編碼二進制補碼800000 7FFFFF(HEX)輸出穩(wěn)定時間（1）RATE=0400mvRATE=DVDD50輸入零點漂移增益=128增益=64輸入噪聲增益=128，RATE=050nV(rms)增益=128，RATE= DVDD90溫度系數(shù)輸入零點漂移（增益=128）177。7nV/℃增益漂移（增益=128）177。3ppm/℃輸入共模信號抑制比增益=128，RATE=0100dB電源干擾抑制比增益=128，RATE=0100dB輸出參考電壓（VBG）V外部時鐘或晶振頻率1 30MHz電源電壓DVDD VAVDD,VSUP 模擬電源電路（含穩(wěn)壓電路）正常工作1600uA斷電數(shù)字電源電路正常工作100uA斷電 稱重部分AD轉換基本原理 ，HX711可以在產生VAVDD和AGND電壓，即711模塊上的E+和E電壓。該電壓通過VAVDD=VBG(R1+R2)/R2計算。=20K,R2=，因此得出VAVDD=。*2mV/V=，經過128倍放大后，*128=。經過AD轉換后輸出的24bit數(shù)字值最大為：*2^24/≈2147483。假設重力為AKg，（A200Kg）,，發(fā)送給AD模塊的電壓為AKg*，經過128倍增益后為128*= mV， mV*2^24/ ≈ ，所以y=≈ ，得出A=y/。所以程序中AD轉換公式為：Weight=(unsigned int）(float)Weight/215 HX711內部方框圖現(xiàn)附錄HX711接口電路圖如下[7]： HX711接口電路圖 稱重傳感器重量標定為了檢驗稱重傳感器測量值與實際重量之間的誤差，我對稱重傳感器進行了重量的標定。用不同重量的砝碼置于稱重傳感器上，觀察測量出來的數(shù)據(jù)并進行記錄。 重量標定曲線圖 對比表實際重量（kg）02310203040506070顯示值（kg）01310203040506070實際重量（kg）8090100110120130140160180200顯示值（kg）809099109120129138158178197由標定的曲線圖可以看出，YZC1B稱重傳感器在3kg以內稱重值不穩(wěn)定，在3kg150kg內測量出的稱重值與實際值基本上相同。因為人體正常體重都是位于這一段內，所以稱重傳感器能基本滿足適用要求。 LCD1602液晶顯示模塊 LCD1602介紹1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等點陣型液晶模塊它有若干個5*7或者5*11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用。1602LCD是指顯示的內容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶[10]。 1602顯示電路 LCD1602主要技術參數(shù)及其時序圖顯示容量:162個字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓:字符尺寸:(WH)mm： 1602引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線，在單片機中連接P0口。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。[8]： 讀操作時序 寫操作時序3 系統(tǒng)軟件設計 單片機初始化程序設計本設計的軟件編譯環(huán)境為Keil uVision4，這種編譯環(huán)境支持C語言編程。編譯的模塊包括單片機初始化模塊，超聲波測高模塊，測體重模塊，液晶顯示模塊。初始化函數(shù)模塊主要包括定時器及中斷的初始化，加上液晶顯示的初始化程序。定時器使用單片機內部定時器0，設置定時器0為方式1，初值低8位TL0=0x00,高8位TH0=0x00，啟動定時器0和開啟定時器0中斷。液晶顯示初始化使用標準初始化過程，其初始化過程如下所示：延時15mS，寫指令38H（不檢測忙信號），延時5mS，寫指令38H（不檢測忙信號），延時5mS，寫指令38H（不檢測忙信號），（以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號），寫指令38H：顯示模式設置，寫指令08H：顯示關閉，寫指令01H：顯示清屏，寫指令06H：顯示光標移動設置，寫指令0CH：顯示開及光標設置。 超聲波測高模塊程序設計超聲波測高部分先初始化定時器和中斷，外設置一個中斷溢出標志flag，根據(jù)flag標志位和回響信號ECHO的狀態(tài)來開啟或關閉定時器中斷并計數(shù)，由此算出距離值。開始定時器和中斷初始化（ECHO==0）amp。amp。溢出？Flag=0并且開啟定時器0中斷（ECHO==1）amp。amp。溢出？關閉定時器0計算距離S=(TH0*256+TL0)/58不顯示數(shù)值S250 ？顯示距離值S結 束Flag=0？Flag=1 超聲波測高部分程序流程圖 測體重程序設計壓力傳感器稱體重模塊核心部分是AD轉換，在AD轉換編程中，當數(shù)據(jù)輸出管腳ADDO為高電平時，表明AD轉換器還未準備好輸出數(shù)據(jù)，此時串口時鐘輸入信號ADSK應為低電平。當ADDO從高電平變低電平后，ADSK輸入24個時鐘脈沖。第一個時鐘脈沖的上升沿將讀出輸入24位數(shù)據(jù)的最高位，直到第24個時鐘脈沖完成，24位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。開 始獲取AD值AD值轉換為重量顯示稱重數(shù)值結 束 測體重部分程序流程圖 液晶顯示模塊程序設計液晶顯示部分是整個實驗可以讀取結果的必要部分，因此也是整個程序的中心部分。開 始判忙函數(shù)（忙則等待）寫入命令函數(shù)寫入數(shù)據(jù)函數(shù)清屏函數(shù)寫入字符串函數(shù)寫入字符函數(shù)初始化函數(shù)結 束 液晶顯示模塊程序流程圖結 論本次設計基本上達到了設計要求，使用非接觸式的超聲波測量距離，通過壓力傳感器稱重輸出電壓經過AD轉換可以實現(xiàn)人體重量的測量，使用1602液晶可以完整顯示身高體重測量值。在后期完善中，就可以測量出人體高度；稱重傳感器經過重量標定，就可以比較準確的稱出重量。不過本設計依然存在不足之處，比如說超聲波測距太靈敏，人體只要稍微動一下就會引起測量高度的微小變化，無法得出穩(wěn)定數(shù)值；，實際上為了稱出來的數(shù)據(jù)精準，精度只有1kg。如果需要精度和準確度都達到要求，選擇的硬件已經可以滿足要求，只需要在程序部分再設計一下。希望在今后的學習中進一步完善，使系統(tǒng)功能更加可靠。參考文獻[1] 何力民. 單片機高級教程[M]. 北京：北京航空大學出版社，2008:1819.[2] 張文灼，MCS51單片機程序設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006:7677.[3] 李林功，吳飛青，王兵等．單片機原理與應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007:12.[4] 趙廣濤，基于超聲波傳感器的測距系統(tǒng)設計[D]. 微計算機信息，2006.[5] 陳杰，黃鴻. 傳感器檢測與技術[M]. 北京：高等教育出版社，2002:108.[6] 浦方華，田作華. 一種基于HX711的高精度電子稱重儀[A]. 上海交通大學，電子信息與電氣工程學院. 上海，2002:40.[7] 趙承利. Protel DXP電路設計（基礎、案例篇）[M]. 北京：中國鐵道出版社，2009:100.[8] Yam RCM,Tse PW,Li L,Tu predictive decision support system for conditionbased maintenance[J].International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2001,17(5).附 錄附錄A 設計實物圖51附錄B 設計總程序include //包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義includeincludeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine ulong unsigned longsbit RS = P2^3。 //控制端口 sbit RW = P2^4。sbit EN = P2^5。sbit TRIG=P3^3。sbit ECHO=P3^2。sbit ADDO = P3^5。sbit ADSK = P3^4。define DataPort P0 //數(shù)據(jù)端口define RS_CLR RS=0 define RS_SET RS=1define RW_CLR RW=0 define RW_SET RW=1 define EN_CLR EN=0define EN_SET EN=1bit flag。unsigned int Timeout。unsigned char frq。//函數(shù)定義聲明void show_temp()。void delay(){ unsigned int i。 for(i=0。i10。i++)。} /* uS延時函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值 unsigned char 是定義無符號字符變量，其值的范圍是 0~255 這里使用晶振12M，精確延時請使用匯編,大致延時 長度如下 T=tx2+5 uS */void DelayUs2x(unsigned char t){ while(t)。}/* mS延時函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值 unsigned char 是定義無符號字符變量，其值的范圍是 0~255 這里使用晶振12M，精確延時請使用匯編*/void DelayMs(unsigned char t){ while(t) { //大致延時1mS DelayUs2x(245)。 DelayUs2x(245)。 }}/* 判忙函數(shù)*/ bit LCD_Check_Busy(void) { DataPort= 0xFF。 RS_CLR。 RW_SET。 EN_CLR。 _nop_()。 EN_SET。 return (bit)(DataPort amp。 0x80)。 }/* 寫入命令函數(shù)*/ void LCD_Write_Com(unsigned char ) { while(LCD_Check_Busy())。 //忙則等待 RS_CLR。 RW_CLR。 EN_SET。 DataPort= 。 _nop_()。 EN_CLR。 }/*