【正文】 //發(fā)射超神波脈沖信號(hào) TR0=1。 //定時(shí)器 0關(guān)閉 TH0=TL0=0。 RX=1。如圖 45 為 超聲波模塊時(shí)序 圖 。信號(hào)發(fā)出后超聲波模塊將自動(dòng)檢測(cè)超聲波回波信號(hào)，若檢測(cè)到超聲波回波信號(hào)超聲波模塊的 Echo 引腳變?yōu)榈碗娖健? default: break。 //若濾波后檢測(cè)沒(méi)有按下判斷為雜波 返回 0 } } else { return 0。 //松手檢測(cè) return 1。 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)） 15 圖 44 按鍵的抖動(dòng) 按鍵檢測(cè)函數(shù)： unsigned char Key_Scan(unsigned char key_num) { switch(key_num) //key_num 為選擇要檢測(cè)的按鍵 { case 1: //第一個(gè)按鍵 if(key1==0) //第一個(gè)按鍵按下 { delay_ms(5)。另外主程序中對(duì)按鍵的檢測(cè)是循環(huán)進(jìn)行的，若按鍵按下的時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)造成單片機(jī)多次檢測(cè)到按鍵按下的情況從而造成程序的混亂 [13]。 本設(shè)計(jì)中將所有按鍵的檢測(cè)寫(xiě)在了一個(gè)函數(shù)中，函數(shù)的參數(shù)為要檢測(cè)的按鍵的編號(hào)，返回值為真（ 1）時(shí)說(shuō)明相應(yīng)的按鍵按下，返回值為假（ 0）時(shí)則說(shuō)明按鍵沒(méi)有按下。 //調(diào)零 return(Count)。 //信號(hào)線拉低 Count=Count*。 //時(shí)鐘線拉高 Count=Count^0x800000。 //信號(hào)線拉低 if(ADDO) //數(shù)據(jù)輸入為高電平 { Count++。 //時(shí)鐘線拉高 Count=Count1。i24。 //將存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換值的中間變量清零 while(ADDO)。 ADSK=0。 圖 43 HX711讀寫(xiě)時(shí)序 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)） 14 HX711 AD 轉(zhuǎn)換芯片通信函數(shù)： unsigned long Read_Count(void) { unsigned long Count。本設(shè)計(jì)使用 AD 轉(zhuǎn)換器的 A 通道，增益為 128，所以輸入 25 個(gè)時(shí)鐘脈沖 [11]。第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿后可讀取輸出 24 位數(shù)據(jù)的最高位，直至第 24 個(gè)時(shí)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。當(dāng) HX711 芯片數(shù)據(jù)輸出管腳 DT 輸出高電平時(shí)，表示 AD 轉(zhuǎn)換器還沒(méi)有準(zhǔn)備好輸出數(shù)據(jù)，此時(shí)時(shí)鐘輸入信號(hào) SCK 應(yīng)為低電平。 //設(shè)置波特 率為 9600 TR1=1。 TMOD = 0x21。系統(tǒng)的初始化程序如下： void system_init(void) { SM0=0。 default: break。 case 2: //保持狀態(tài) if(Key_Scan(4)) //“保持”鍵按下 pattern=1。 //讀取身高值 hzkdis(p)。 //讀取體重值 hzkdis(p)。 //關(guān)蜂鳴器提示音 } if(Key_Scan(4)) //”保持“按鍵按下 pattern=2。 TI=0。i++) //發(fā) 送數(shù)據(jù)到上位機(jī) { SBUF=Number_data[i]。 //編號(hào)加 1 for(i=0。 if(Key_Scan(1)) //發(fā)送鍵按下 { beep=0。 //清屏 while(1) //循環(huán) { switch(pattern) //狀態(tài)查詢 { //正常測(cè) 量模式 case 1: if(Key_Scan(2)||weight4000)//人體秤校準(zhǔn) Correct_w++。 //初始化液晶屏 system_init()。主程序的流程圖如圖 41 所示。在保持狀態(tài)下則一直檢測(cè)“保持”按鍵是否再次按下，若按下則返回正常測(cè)量的狀態(tài)。 主函數(shù)的編寫(xiě) 主程序中將各個(gè)模塊初始化完成后進(jìn)入循環(huán)，在主程序中主要包含了兩個(gè)狀態(tài)分別是正常測(cè)量的狀態(tài)和保持顯示的狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到“保持”按鍵按下后則在兩個(gè)狀 態(tài)下相互跳轉(zhuǎn)。 圖 310 電路的 實(shí)物圖 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)） 11 4 軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)邏輯相對(duì)復(fù)雜且代碼量較大不宜使用匯編語(yǔ)言，所以采用 C語(yǔ)言進(jìn)行編程，程序設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，即將不同模塊的程序封裝到不同的 C文件中再將其中的函數(shù)、所用到的頭文件、變量等在對(duì)應(yīng)的頭文件中聲明。當(dāng)“發(fā)送”按鍵按下時(shí)單片機(jī)會(huì)通過(guò) MAX232 電路將電平轉(zhuǎn)換，再將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)上。單片機(jī)將所得到的信息處理后通固定的讀寫(xiě)時(shí)序控制液晶模塊顯示。上電開(kāi)機(jī)后若四個(gè)應(yīng)變片所受壓力發(fā)生變化那么全橋電路中各個(gè)電阻的阻值也會(huì)隨之發(fā)生變化，從而差分輸出就會(huì)發(fā)生變化，且與重量呈線性關(guān)系，差分輸出連接 到 AD 轉(zhuǎn)換器的 A 通道上， AD 轉(zhuǎn)換器將差分輸出電壓由模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量并通過(guò)固定的通信協(xié)議傳送到單片機(jī)。若在傳感器上放上負(fù)載則圖 391中每個(gè)傳感器白色信號(hào)線與紅色信號(hào)線之間的電阻和紅色信號(hào)線與黑色信號(hào)線之間的電阻一個(gè)增大一個(gè)減小，對(duì)應(yīng)到 圖 392 全橋電路原理圖 中對(duì)角線的兩個(gè)電阻阻值的變化趨勢(shì)相同，而相鄰的兩個(gè)電阻阻值變化趨勢(shì)相反，從而 A+ 和 A 間的差分電壓輸出增大，所以負(fù)載的重量與輸出的差分電壓為線性關(guān)系。 A+ 和 A 為全橋電路差分信號(hào)輸出端，接在 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器模塊的 A 通道的差分信號(hào)輸入端。每個(gè)傳感器的量程為 50kg，所以本設(shè)計(jì)的量程為 50kgx4=200kg。 圖 38 HX711模塊接口電路 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)） 9 全橋電路 本設(shè)計(jì)使用四個(gè)壓力傳感器組成全橋電路，每個(gè)傳感器的內(nèi)部有兩個(gè) 500 歐姆的壓力應(yīng)變片。串行通信管腳由 SCK 和 DT組成， DT為數(shù)據(jù)輸出引腳， SCK 為時(shí)鐘信號(hào)輸入端 [11]。 20mV 或177。由于全橋電路輸出的差分電壓信號(hào)比較小， HX711 芯片還內(nèi)置了差分信號(hào)放大電路，芯片內(nèi)部有兩個(gè)轉(zhuǎn)換通道， A 通道的可編程增益較大，可以選擇 128 或 64。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部全橋電路提供差分電壓，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)上無(wú)需另外的模擬電源。 圖 37 蜂鳴器 電路 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器模塊接口電路 本設(shè)計(jì)的 AD 轉(zhuǎn)換器采用 HX711 模塊， HX711 AD 轉(zhuǎn)換器是一款專為電子秤而設(shè)計(jì)的高精度 24 位 AD 轉(zhuǎn)換器芯片。蜂鳴器由單片機(jī)的普通 IO 端口控制，驅(qū)動(dòng)電路主要是一個(gè) PNP型三極管對(duì)電流進(jìn)行放大來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作 [10]。液晶屏電路原理圖如圖 36所示。第 19 引腳 BLA 和第 20引腳 BLK分別是液晶背光燈的正負(fù)極，在本設(shè)計(jì)中將其直接接到了電源的正負(fù)極上 [2]。第 15 腳 PSB 為并 /串行接口選擇，輸入高電平為并行模式，輸入低電平串行模式。第 6 腳 E 為并行的使能信號(hào)，在串行模式下做為同步時(shí)鐘。第 4腳 RS為并行的指令 /數(shù)據(jù)選擇信號(hào)，在串行模式下為片選信號(hào)。 ZX12864R液晶屏模塊的第 1腳 GND 為模塊的電源地，第 2腳 VCC 為電源正極，兩個(gè)電源引腳分別接在電源模塊的 5V 輸出上。 ZX12864R 液晶顯示模塊內(nèi) 置 128 個(gè)字符（ 8X16點(diǎn)陣）、 8192 個(gè)中文漢字（ 16X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM），可以顯示漢字或者圖形。獨(dú)立按鍵電路如圖 35 所示。 圖 34 超聲波模塊接口電路 獨(dú)立按鍵電路 單片機(jī) P P P3端口是弱上拉端口，即 P P P3 端口內(nèi)部帶有上拉電阻，所以單片機(jī)復(fù)位后這幾組端口輸出均為高電平 [8]。第二腳 Trig 為控制端口用于控制超聲波脈沖的發(fā)射， 3 腳為超聲波脈沖接收端，當(dāng)模塊接收到超聲波脈沖后該引腳的電平會(huì)發(fā)生變化 [7]，所以這兩個(gè)引腳也與單片機(jī)的普通 IO 口相連。串口通信電路原理圖如圖 33 所示。 TTL 電平數(shù)據(jù)從 T1in、 T2in 輸入經(jīng) MAX232 芯片轉(zhuǎn)換成 RS232 電平數(shù)據(jù)后從 T1out、 T2out 輸出。 MAX232 芯片的 13腳（ R1in）、 12 腳（ R1out）、 11 腳（ T1in）、 14 腳（ T1out）構(gòu)成了該芯片的第一數(shù)據(jù)通道。電腦 USB 口輸出電壓為 12V，如果直接與單片機(jī)相連會(huì)燒 壞單片機(jī)及周?chē)骷员驹O(shè)計(jì)選用 MAX232 芯片來(lái)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 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)） 5 圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 串口通信電路 本設(shè)計(jì)中程序的燒錄以及系統(tǒng)要與上位機(jī)進(jìn)行通信所以本設(shè)計(jì)還包含串口通信電路，其主要器件是 MAX232 芯片。由上拉電阻、時(shí)鐘電路、電源電路構(gòu)成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)。通用 IO口 P P P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，在本設(shè)計(jì)中 P0 作為液晶的數(shù)據(jù)總線接口，所 以需外加上拉電阻。 單片機(jī)的第 18和 19引腳外接晶振，構(gòu)成時(shí)鐘電路， C7 和 C8是兩個(gè) 30pF 的瓷片電容對(duì)晶振起微調(diào)的作用。 ISP（在系統(tǒng)可編程）不需要專用的下載器，可以通過(guò)串口（ RxD/,TxD/）下載用戶編寫(xiě)的程序到單片機(jī)中。由于其電路簡(jiǎn)單且在本設(shè)計(jì)中單片機(jī)以及其他器件的工作電壓均是 5V，所以本設(shè)計(jì)的電源部分采用 LM2940 芯片作為穩(wěn)壓芯片，電源電路如圖 31 所示。 電源電路 電源是一個(gè)系統(tǒng)能正常工作的基礎(chǔ)，為系統(tǒng)的運(yùn)行提供可靠的能源保證，因此電源模塊的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。若在測(cè)量狀態(tài)下按下“校準(zhǔn) +”按鍵測(cè)量的重量值會(huì)加 ，若按下“校準(zhǔn) ”按鍵測(cè)量的重量值會(huì)減 ，這兩個(gè)按鍵用于人體秤的校準(zhǔn)操作 ,即在沒(méi)有被測(cè)物體 放在稱上時(shí)可將顯示值調(diào)節(jié)為 0kg，用以消除不確定性因素所引起的誤差。 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) 立 按 鍵液 晶 屏 模 塊串 口 通 信 模 塊9 V 直 流 電 壓上 位 機(jī)蜂 鳴 器 模 塊壓 力 傳 感 器 圖 21 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 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)） 3 身高體重測(cè)量?jī)x的工作過(guò)程 本設(shè)計(jì)開(kāi)機(jī)后液晶屏幕上會(huì)顯示當(dāng)前的重量以及身高信息，系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上留有四個(gè)獨(dú)立按鍵，若按下電路板上的“發(fā)送”按鍵系統(tǒng)會(huì)將當(dāng) 前的身高和體重信息編號(hào)為一號(hào)發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行顯示，若再次按下“發(fā)送”按鍵則系統(tǒng)會(huì)將編號(hào)自動(dòng)加一并再次向上位機(jī)發(fā)送最新更新的身高和體重信息。 （ 6）由于設(shè)計(jì)要求將測(cè)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(shí)也使用串口，所以本設(shè)計(jì)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。 （ 4）體重的測(cè)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(hào)，模擬信號(hào)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。 （ 3）本設(shè)計(jì)選用 ZX12864R 液晶屏來(lái)顯示測(cè)量信息， ZX12864R 液晶屏可顯示漢 字及圖形，內(nèi)置 8192 個(gè)中文漢字和 128 個(gè)字符。利用 Keil 軟件編譯程序使開(kāi)發(fā)更為簡(jiǎn)單，它 可以支持串口直接下載程序 ，不需要專門(mén)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(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)單。測(cè)量數(shù)據(jù)能夠顯示在液晶屏幕上還可以通過(guò)串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)通過(guò)電腦進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 1cm，體重允許范圍為 0kg200kg，精度為177。與傳統(tǒng)的身高體重測(cè)量?jī)x相比具有易攜帶、多功能、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)。 在新的 時(shí)代 里，面貌一新的 身高體重測(cè)量?jī)x 將發(fā)揮更大的作用。 未來(lái)的 身高體重測(cè)量?jī)x 將與智能化接軌，與 其他測(cè)量?jī)x器 集成 在一起 ，形成多 功能的測(cè)量?jī)x 。身高體重測(cè)量?jī)x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。傳統(tǒng)的身高體重測(cè)量?jī)x具有不便于攜帶、功能單一、智能化程度低等缺點(diǎn)，因此進(jìn)一步研究身高體