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智能型bmi體重指數(shù)測試儀的設計與制作畢業(yè)設計(參考版)

2025-03-29 01:20本頁面
  

【正文】 參考文獻[1] [OL]., 20110705.[2] 未知.基于單片機控制的電子秤設計112[OL].,20110629.[3] [OL].,20110501.[4] 羅志增, 薛凌云, 席旭剛.測試技術與傳感器[M].西安:西安電子科技大學出版社,.[5] 高惠芳.單片機原理與應用技術[M].北京:科學出版社,.[6] 劉建清.輕松玩轉51單片機C語言[M].北京:北京航空航天大學出版社,.[7] 譚浩強.C程序設計(第三版)[M].北京:清華大學出版社,2005.[8] 康華光.電子技術基礎模擬部分(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.[9] 閻石.數(shù)字電子技術基礎(第五版)[M].北京:高等教育出版社,1998.[10] 夏路易.電路原理圖與電路板設計教程Protel99se[M].北京:北京希望電子出版社,2002.[11] 于敬芬.基于AT89S52和TLC0834的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].中國水運(學術版),2006,8(4):115117.[12] 吳祖安,朱兆優(yōu).基于單片機的電子秤設計[J].江西:湖南農(nóng)機(學術版),2010,37(5).[13] [J].自動化與儀表,1989,4:812.[14] 孫娜, SUN Na.基于單片機的便攜式電子秤的設計[J].中國科技信息,2012(1):98100.[15] 陳公興,劉燦星.基于AT89C51單片機的電子秤設計[J].河北:商情, 2011(42):89.[16] 劉九卿.展望21世紀初電子稱重技術的發(fā)展[J].自動化儀表,1990,20(10):15.[17] Chang Sheng,Yang Chenghui2. Circuit Design of Electronic Weighing System[J]. Industrial and Information Systems (IIS), 2010 2nd International Conference,2010,pp. 185 – 187. [18] YeongKang Lai,Adik Liu,and LienFei and HighAccuracy Design and Implementation for Home Electronic Weighing Scale Applications[J].2005 Digest of Technical Papers,International Conference,2005,pp. 269 270.[19] 黃偉東.電子稱的設計[OL].,20120211. 附錄A 系統(tǒng)電路圖與PCB制板圖 。感謝在我遇到困難時給與我?guī)椭母魑煌瑢W,感謝我的舍友,是你們的鼓勵和幫助讓我有更多的自信,讓我學會寬容與忍讓,學會團結互助,再次向你們表示感謝。您對學對學生認真負責,對工作盡心盡責的態(tài)度讓我由衷地敬佩,感謝您對我的指點和敦敦的教導。 致謝在這幾個月的時間里,從對課題的理解,方案的設計,到電路的制作,再到論文的寫作,中間有著自己的努力,更有著老師和同學的關心和巨大的幫助。雖然這個過程中遇到相當多的問題,但是通過本次設計我確實提高了自己的動手能力,更加深刻的體會到了一個系統(tǒng)是怎么經(jīng)過一步步論證設計出來的。在調(diào)整后,由于芯片的性能不穩(wěn)定無法放大小電壓,只是能放大100mV至120mV之間的電壓,再三是檢查之后還是解決了這一問題,由于采取到的電信號就是極小的弱信號機器容易受干擾故而應采取濾波電路。通過實際工程的設計也使我了解到書本知識和實際應用的差別。這次畢業(yè)設計對于我來說,既是一次機遇,又是一次挑戰(zhàn)。 7 結論經(jīng)過不懈的努力和奮斗,本設計方案達終于達到了任務書的要求,實現(xiàn)了BMI體重測試儀信號的采集、放大,以及LCD液晶顯示,實現(xiàn)了較為完整的激BMI體重測試系統(tǒng)的功能:(1) 通過稱重傳感器的采集,前置放大器500放大倍數(shù)和采樣保持電路獲取到了穩(wěn)定的模擬信號;(2) 經(jīng)過單片機模數(shù)的轉換獲得了精度較高的體重值;(3) 信號處理電路對于輸入的身高值和采集的體重值進行處理,由液晶電路顯示結果;由于時間、水平和經(jīng)驗有限,在信號的放大、采集及抗干擾等方面仍有不足之處,有改進的余地,比如精度等。 實物圖以下圖17,圖18,圖19,圖20,圖21,圖22,圖23,圖24為整個硬件調(diào)試過程中記錄的數(shù)值顯示結果實物圖 圖17 整個系統(tǒng) 圖18信號采集電路 圖19下載模塊 圖20記錄數(shù)據(jù)顯示 圖21身高改變?yōu)?69顯示結果為B 圖22身高改變?yōu)?79顯示結果為C 圖23身高改變?yōu)?41顯示結果為D 圖24身高改變?yōu)?21顯示結果為E 誤差分析在測量過程中,由于用的是兩個半橋傳感器連接而成,測量時沒有像實物產(chǎn)品有稱臺,為此,人體雙腳的重心可能未能完全落入傳感器上,故而存在誤差,而且精度方面也有待改進。按照以下原則進行焊接:(1) 先焊接各芯片的電源線和地線,這樣確保各芯片有正確的工作電壓;(2) 同類的芯片應順序焊接,在一片焊接并檢查好之后,其他的同類芯片便可以參照第一片進行焊接。(2) 由于采集的信號為微弱信號,因此,應合理布線,以降低干擾。以此思路僅需要三個按鍵就可,不僅可以減少設計費用而且減少了資源利用和簡便電路。功能鍵按下一下時,可以對身高的百位進行處理;功能鍵按下二下時,對身高的十位進行處理;功能鍵按下三下時,對身高的各位進行處理。BMI值和身體質量指數(shù)測試結果的顯示需要根據(jù)BMI標準,對獲得的值進行判斷用戶是否正常,BMID的計算公式如公式5所示,成人的BMI數(shù)值標準如表2所示:(BMI)=體重(kg)/身高(m)^2 (5)表2成人的BMI數(shù)值標準體重指數(shù)(最理想的體重指數(shù):22)\男性女性過輕低于20低于19適中20251924過重25302429肥胖30352934非常肥胖高于35高于34由于LCD1602本身存在缺陷——不可顯示中文字符,也為了減少設計成本故而本設計根基標準BMI值的范圍設定了五個健康質量測試結果result輸出范圍:A,B,C,D,E(以女性的參考范圍定義)如表3成人的BMI測試結果所示:表3成人的BMI測試結果BMI(以女性的BMI值為標準)Result22A1922,2224B2429,19C2934D34E軟件流程圖如圖15所示:開始判斷是否輸入身高顯示升高初始化顯示BMI和輸出測量結果否是顯示字符串判斷獲取體重值范圍否是圖15 LCD程序流圖按鍵控制部分,本設計只選用了三個按鍵:功能鍵、加鍵、減鍵。對于讀取的體重值要根據(jù)傳感器量程寫報警程序和顯示程序。無論是字符串顯示還是單字符顯示在LCD1602寫數(shù)據(jù)指令前后都應有延時程序,否則第一個字符會丟失或是顯示會不正常,因為程序處理需要時間沒有延時,數(shù)據(jù)讀取太快,就好使得顯示不正常。主程序對獲取的二進制結果數(shù)據(jù)進行處理轉換為體重值。之后計算BMI值,再由BMI值判斷身體質量指數(shù)的檢測結果并顯示。軟件組成圖如圖13所示:LCD1602程序A/D轉換按鍵主程序圖13 軟件組成圖BMI系統(tǒng)軟件工作流程:首先對單片機和LCD1602進行初始化,其次A/D轉換子程序中讀取獲得的體重值,再對體重值進行判斷。但是單片機的RAM相比計算機少很多,所以單片機C語言有自動覆蓋技術而且有優(yōu)化技術,可以最大限度減少代碼長度。Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程,該集成系統(tǒng)可以編譯C源程序。Keil是德國Keil公司開發(fā)的單片機編譯器,是目前最好的51單片機開發(fā)工具之一。圖9 LCD顯示控制電路LCD1602讀操作時序如圖10所示:圖10LCD1602讀操作時序圖LCD1602寫操作時序如圖11所示:圖11LCD1602寫操作時序 系統(tǒng)完成工作過程整個系統(tǒng)工作過程:,該數(shù)據(jù)由稱重傳感器將壓力轉換為電信號而經(jīng)濾波、放大電路的處理得到,單片機得到數(shù)據(jù)后由P1口的第二功能將電信號轉換為數(shù)字信號反饋回主函數(shù),主函數(shù)將得到的數(shù)據(jù)計算轉換為體重值,單片機在對體重值判讀,控制液晶顯示的內(nèi)容,若體重值為0則顯示0,若超量程則報警,如若正常,再處理按鍵程序讀取身高值,經(jīng)計算和處理顯示身高,BMI和身體體質健康值。其中,第2腳為液晶的驅動電源;第三腳VL為液晶的對比度調(diào)節(jié),通過在VCC和GND之間接一個10K多圈可調(diào)電阻,中間抽頭接VL,可實現(xiàn)液晶對比度的調(diào)節(jié);液晶的控制線RS、R/W;數(shù)據(jù)口接在單片機的P2口;BL+、BL為液晶背光電源。信號放大電路是由放大器AD620組成的,AD620只需要調(diào)整Rg來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)即可。 信號采集、放大電路信號采集電路主要由稱重傳感器獲取信號,即當人體站在電阻式壓力傳感器時,應變電阻的變化將換為輸出電壓的變化,將信號輸送到下一電路進行處理。復位電路采用了10uf的電解電容使得能夠保證單片機上電復位的功能。RST:復位腳VCC:電源正極Gnd 負極。當直接使用外部時鐘源時,此引腳可浮空,此時XTAL2實際
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