【正文】 量，信息性能可靠，操作便利，可以方便的獲取結(jié)果，在實(shí)際的使用中獲得了理想的效果，有重要的研究意義。超聲波指向性強(qiáng),能量消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),因此超聲波經(jīng)常用于障礙物的距離測量。而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、信號處理可靠等特點(diǎn)。體重的測量采用應(yīng)變式壓力傳感器做成電子稱來測量重量。本課題設(shè)計(jì)的電子秤具有基本稱重、顯示功能。 總體方案設(shè)計(jì)與論證 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）題目：數(shù)字身高體重測量儀（2）測量要求：超聲波測高精度177。 設(shè)計(jì)內(nèi)容外圍設(shè)備：（1）51單片機(jī)最小系統(tǒng)開發(fā)板 （2）STC89C52主芯片（3）超聲波測距模塊 （4）壓力傳感器稱重模塊 （5）AD轉(zhuǎn)換模塊 （6）1602液晶顯示模塊 方案論證與選擇 方案一：采用FPGA控制，超聲波測距，電容式傳感器稱重，數(shù)碼管顯示數(shù)值。以上兩個方案主要是控制芯片，稱重傳感器和顯示設(shè)備的選擇問題。FPGA功能強(qiáng)大，端口多，適于多從控制，但數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜，且價格昂貴；51單片機(jī)設(shè)計(jì)簡單，易于控制，價格便宜，且能完成要求的所有工作，因此選擇51單片機(jī)控制。采用數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)的話，需要兩組數(shù)碼管分別顯示身高和體重數(shù)值，消耗功率大，且占用較多的I/O口資源；采用1602液晶顯示，可以分兩行同時清晰直觀地顯示身高體重結(jié)果及必要的信息，因此選擇1602液晶顯示作為顯示屏。2 硬件電路設(shè)計(jì) 主控電路 我們主控制電路采用STC89C52芯片，STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇[2]。主要特性如下[3]：：～（5V單片機(jī)）/～（3V單片機(jī)）7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。即定時器T0、TT2Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒14. PDIP封裝。利用超聲波測高前先用超聲波測出發(fā)射頭與地面的高度H1并存入單片機(jī)，然后將被測物體移入測量區(qū)內(nèi)測得上表面距離H2，用單片機(jī)算出兩者之差就是被測物體的實(shí)際高度。其基本工作原理如下：(3)有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2。一旦檢測到有回波則輸出回響信號。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時間間隔可以計(jì)算得到距離。： HCSR04模塊 壓力傳感器稱重模塊 壓力傳感器稱重傳感器采用200kg的應(yīng)變式壓力稱重傳感器YZC1B，其內(nèi)部為4個應(yīng)變片構(gòu)成的電橋形式。當(dāng)垂直正壓力P作用于梁上時，梁產(chǎn)生形變， 傳感器受力工作原理電阻應(yīng)變片RR2受壓彎拉伸，阻值增加；RR4受壓縮，阻值減小。RRR3和R4組成惠更斯電橋，將2對電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成輸出電壓。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)、降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。20mV或177。通道B則為固定的64增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測[6]。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接部件。該方案使用內(nèi)部時鐘振蕩器(XI=0)，10Hz的輸出數(shù)據(jù)速率(RATE=0)。通道A與傳感器相連，通道B通過片外分壓電阻與電池相連，用于檢測電池電壓。 HX711電氣參數(shù)表參數(shù)條件及說明最小值典型值最大值單位滿額度差分輸入范圍V（inp）V(inn)177。7nV/℃增益漂移（增益=128）177。該電壓通過VAVDD=VBG(R1+R2)/R2計(jì)算。*2mV/V=，經(jīng)過128倍放大后，*128=。假設(shè)重力為AKg，（A200Kg）,，發(fā)送給AD模塊的電壓為AKg*，經(jīng)過128倍增益后為128*= mV， mV*2^24/ ≈ ，所以y=≈ ，得出A=y/。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(jìn)行記錄。因?yàn)槿梭w正常體重都是位于這一段內(nèi)，所以稱重傳感器能基本滿足適用要求。每位之間有一個點(diǎn)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。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(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶[10]。第2腳：VDD接5V正電源。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。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線，在單片機(jī)中連接P0口。第16腳：背光源負(fù)極。編譯的模塊包括單片機(jī)初始化模塊，超聲波測高模塊，測體重模塊，液晶顯示模塊。定時器使用單片機(jī)內(nèi)部定時器0，設(shè)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。 超聲波測高模塊程序設(shè)計(jì)超聲波測高部分先初始化定時器和中斷，外設(shè)置一個中斷溢出標(biāo)志flag，根據(jù)flag標(biāo)志位和回響信號ECHO的狀態(tài)來開啟或關(guān)閉定時器中斷并計(jì)數(shù)，由此算出距離值。amp。amp。當(dāng)ADDO從高電平變低電平后，ADSK輸入24個時鐘脈沖。開 始獲取AD值A(chǔ)D值轉(zhuǎn)換為重量顯示稱重數(shù)值結(jié) 束 測體重部分程序流程圖 液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)液晶顯示部分是整個實(shí)驗(yàn)可以讀取結(jié)果的必要部分，因此也是整個程序的中心部分。在后期完善中，就可以測量出人體高度；稱重傳感器經(jīng)過重量標(biāo)定，就可以比較準(zhǔn)確的稱出重量。如果需要精度和準(zhǔn)確度都達(dá)到要求，選擇的硬件已經(jīng)可以滿足要求，只需要在程序部分再設(shè)計(jì)一下。參考文獻(xiàn)[1] 何力民. 單片機(jī)高級教程[M]. 北京：北京航空大學(xué)出版社，2008:1819.[2] 張文灼，MCS51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006:7677.[3] 李林功，吳飛青，王兵等．單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]．北京：機(jī)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(shè)計(jì)[D]. 微計(jì)算機(jī)信息，2006.[5] 陳杰，黃鴻. 傳感器檢測與技術(shù)[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(xué)，電子信息與電氣工程學(xué)院. 上海，2002:40.[7] 趙承利. 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