【正文】 用等方面都有廣泛的應用。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，因此進一步研究身高體重測量儀有著非?，F(xiàn)實的意義?；趩纹瑱C身高 體重測量儀制作成本低，電路設計簡單 ，顯示清楚， 基本滿足設計要求。軟件部分包括主程序、系統(tǒng)初始化程序、 AD 轉換器通信程序、按鍵檢測程序、超聲波信號發(fā)射及接收程序、液晶屏驅動程序。通過串口電路實現(xiàn)了單片機與上位機的通信。 課程設計說明書 Kechengshejishuomingshu 地 市： 準考證號： 姓 名： 河南省高等教育自學考試 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 基于單片機的身高體重測量儀 設計 摘 要 本文 介紹 了一 個 基于單片機 的身高體重測量儀，本 設計 以單片機為平臺， 利用 金屬應變片來感應人體的重量，傳感器輸出模擬量經(jīng) AD 轉換器轉換成數(shù)字量傳入單片 機。利用超聲波在介質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。本設計 硬件電路包括 電源電路、單片機最小系統(tǒng)電路、 液晶屏電路 、 串口通信電路、 獨立按鍵電路、 蜂鳴器 電路 、超聲波模塊電路、 AD 轉換器電路和全橋電路。 本設計 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)送到上位機上顯示或以文檔的形式導出并保存。 關鍵詞： STC89C52；超聲波 ； HX711； 上位機 裝 訂 線 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 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)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 目 錄 1 緒論 ................................................. 1 2 身高體重測量儀總體方案設計 ............................ 2 設計方案的選定 ....................................... 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計 .......................... 4 電源電路 ............................................ 4 單片機最小系統(tǒng)電路 ................................... 4 串口通信電路 ......................................... 5 超聲波模塊接口電路 ................................... 6 獨立按鍵電路 ......................................... 6 液晶屏電路 ........................................... 7 蜂鳴器電路 ........................................... 8 HX711 AD 轉換器模塊接口電路 ........................... 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)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 超聲波模塊函數(shù)的編寫 ................................ 16 液晶 屏驅動函數(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 上位機軟件 .......................................... 22 6 總結 ................................................. 23 特點 ............................................... 23 不足與改進 .......................................... 23 參考文獻 ................................................ 24 致謝 .................................................... 25 附錄１ .................................................. 26 附錄２ .................................................. 27 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 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 域，人們對個人的體質狀況也越來越重視，在此背景下產(chǎn)生了許多用于測試人體健康標準的電子設備和器材，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。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。 上世紀 50 年代中期電子技術的發(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余年的不斷改進與完善，我國的身高體重測量儀從最初的全機械型到機電結合型再發(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]。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。 本設計制作了 一 個 基于 STC89C52RC 單片機 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)送到上位機進行顯示和保存，另外本設計還可以通過按鍵設置顯示模式以及校準。 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 2 2 身高體重測量儀總體方案設計 本課題的目標是設計一個基于單片機的身高體重測量儀，該系統(tǒng)所測量的身高允許范圍為 ，精度為177。 。 設計方案的選定 （ 1）本次設計選用 STC89C52 單片機作為主控芯片， STC89C52 與傳統(tǒng)的 51 系列單片機相比功能更加強大，價格也更低。 （ 2）系統(tǒng)所選器件均為 5V 供電，所以本設計電源模塊選用 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。模塊具有光標顯示、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]。 （ 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，可由單片機的定時器測量，由 s=vt/2 即可算出傳輸距離即身高 [3]。 除上述主要器件以外系統(tǒng)的設計還增加了蜂鳴器、按鍵等模塊來完善系統(tǒng)的設計，系統(tǒng)設計框圖如圖 21 所示。若按下電路板上的“保持”按鍵系統(tǒng)會將當前測量的值顯示在液晶屏幕上并保持不變同時液晶會顯示當前處于保持顯示的狀態(tài)，在保持狀態(tài)下再次按下“保持”按鍵系統(tǒng)會取消保持狀態(tài)返回實時測量的狀態(tài)，同時液晶顯示回到正常測量的顯示界面。 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設計） 4 3 身高體重測量儀的硬件電路設計 身高體重測量儀的核心器件是 STC89C52 單片機，硬件電路包括 電源電路、單片機最小系統(tǒng)電路、 ZX12864R 液晶屏電路 、 串口通信電路、 獨立按鍵電路、 蜂鳴器 電路 、超聲波模塊接口電路、 AD轉換器接口電路以及由四個應變片組成的全橋電路。本設計采用 LM2940 三端穩(wěn)壓芯片， LM2940是一款三端低壓型穩(wěn)壓器，最大輸出電流為 1A，最大輸入電壓 26V, 內(nèi)部含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過熱保護、電池反接和反插入保護電路 [4]，輸出電壓為 5v。 圖 31 電源電路 單片機最小系統(tǒng)電路 STC89C52RC 單片機與傳統(tǒng)的 8051 系列單片機相比具有速度高、低功耗、抗干擾能力強、開發(fā)容易等特點，且指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機。STC89C52RC 片上集成了 512 字節(jié) RAM 和 8k 字節(jié)的用戶程序存儲空間 [5]，用戶向其寫入程序即可執(zhí)行相應的功能。