【正文】 掉的現(xiàn)象，俗稱“壞點”，這是無法維修的，只有更換整個顯示屏，而更換的價格往往十分昂貴。(5) 壽命有限液晶顯示器不像普通顯示器那么耐用。一般認為兩到三年是正常壽命，因而在購買時要考慮兩三年后是否愿意再次更換顯示器。本設計所需顯示的部分包括采集處理的體重值，輸入的身高值，控制器處理過的BMI值以及BMI標準的檢測結(jié)果這四個部分。為此，考慮到資源的利用率和成本，我選擇了使用LCD1602分兩行顯示。LCD1602比數(shù)碼管直觀，易操作，而且具有人性化的交互鍵面。LCD1602兩行顯示RAM地址映射圖如圖4所示：如圖4 RAM地址映射圖4 硬件設計工作原理： 當人站在體重秤上時，由于壓力使得稱重傳感器的薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電信號。該信號經(jīng)前置放大電路放大輸出到采樣保持。因為采集的信號是模擬信號其不穩(wěn)定，故而需要用到采集保持電路將模擬信號輸送入帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機。由單片機將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。CPU根據(jù)鍵盤命令以及等待人輸入本人的身高通過程序處理后將結(jié)果輸出到液晶顯示器上。驅(qū)動顯示模塊，此部分主要由軟件設計部分完成。報警電路是根據(jù)各個器件及系統(tǒng)指標由軟件設計控制其稱重范圍。系統(tǒng)原理框圖如圖5下所示：稱重傳感器濾波電路放大電路帶A/D轉(zhuǎn)換的CPU處理器顯示電路超標報警復位電路按鍵圖5系統(tǒng)原理框圖本次硬件設計采用的是Altium Designer 6 軟件制作PCB板的。Altium Designer 6 Protel軟件的原廠商 Altium公 司推出了Protel系列的最新高端版本，是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級設計解決方案。Altium Designer除了全面繼承包括99SE，Protel2004在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點以外，還增加了許多改進和很多高端功能，從而使用戶使用起來更加得心應手。整個系統(tǒng)電路如附錄所示。 主控器電路主控制器是STC12C5A60S2單片機，最小系統(tǒng)由起振電路和復位電路組成。主控電路如圖6所示圖6主控電路STC12C5A60S2單片機（工作電壓： （5V單片機）。 工作頻率范圍：0～35MHz）管腳功能： ~ P0 ： P0口既可作為輸入/輸出口，也可作為地址/數(shù)據(jù)復用總線使用。當P0口作為輸入/輸出口時，P0是一個8位準雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。當P0作為地址/數(shù)據(jù)復用總線使用時，是低8位地址線[A0~A7]，數(shù)據(jù)線的[D0~D7]。：[0] ；ADC0是 ADC 輸入通道0；CLKOUT2 是獨立波特率發(fā)生器的時鐘輸出可通過設置WAKE_CLKO[2]位/BRTCLKO將該管腳配置為CLKOUT2 ：[1] ；ADC1是 ADC 輸入通道1：[2] ；ADC2是 ADC 輸入通道2；ECI是PCA計數(shù)器的外部脈沖輸入腳；RxD2是第二串口數(shù)據(jù)接收端。：[3] ；ADC3是 ADC 輸入通道3；CCP0是外部信號捕獲(頻率測量或當外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出；TxD2是第二串口數(shù)據(jù)發(fā)送端。：[4] ；ADC4是 ADC 輸入通道4；CCP1是外部信號捕獲(頻率測量或當外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出；SS是SPI同步串行接口的從機選擇信號。：[5] ；ADC5是 ADC 輸入通道5；MOSI是SPI同步串行接口的主出從入(主器件的輸出和從器件的輸入) ：[6] ；ADC6是 ADC 輸入通道6；MISO是SPI同步串行接口的主入從出(主器件的輸入和從器件的輸出) 。：[7] ；ADC6是 ADC 輸入通道7；SCLK 是SPI同步串行接口的時鐘信號。 ~ ：P2口內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用(A8 ~ A15)。當P2口作為輸入/輸出口時，P2是一個8位準雙向口。： 是標準I/O口 PORT3[0] ；RxD是串口1數(shù)據(jù)接收端。：[1]；TxD是串口1數(shù)據(jù)發(fā)送端。： [2] ；INT0 外部中斷0,下降沿中斷或低電平中斷：[3]；INT1是外部中斷1,下降沿中斷或低電平中斷：[4]；T0 定時器/計數(shù)器0的外部輸入；INT是定時器0下降沿中斷；CLKOUT0是定時器/計數(shù)器0的時鐘輸出可通過設置WAKE_CLKO[0]位/T0CLKO將該管腳配置為CLKOUT0。：[5]；T1是定時器/計數(shù)器1的外部輸入；INT是定時器1下降沿中斷；CLKOUT1是定時器/計數(shù)器1的時鐘輸出可通過設置WAKE_CLKO[1]位/T1CLKO將該管腳配置為CLKOUT1。：[6]；R是外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖。：[7]；RD是外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖。XTAL1：內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個引腳。當直接使用外部時鐘源時，此引腳是外部時鐘源的輸入端。XTAL2：內(nèi)部時鐘電路反相放大器的輸出端，接外部晶振的另一端。當直接使用外部時鐘源時，此引腳可浮空，此時XTAL2實際將XTAL1輸入的時鐘進行輸出。NA ：標準I/O口 ALE ：地址鎖存允許EX_LVD/RST2 ：EX_LVD是外部低壓檢測中斷/比較器；RST2是第二復位功能。RST：復位腳VCC：電源正極Gnd 負極。接地振蕩電路上使用12M晶振和兩個33pf的電容能夠使得單片機工作在并聯(lián)諧振狀態(tài)，也可保證溫漂等誤差。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。也由于電容兩端的電壓不可突變，故而防止單片機被錯誤復位。 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。由于傳感器的滿量程輸出只有10mV，信號容易受外界干擾，應對其采取濾波措施后再進行放大，不然其他干擾信號會被放大繼而影響最終測量結(jié)果。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。AD620管腳圖如圖7下所示：圖7AD620管腳圖IN+/IN：信號輸入引腳；RG：AD620外接電阻，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)；+Vs/Vs：AD620正負電源；REF：參考電壓；OUTPUT：輸出放大信號端；信號采集放大電路圖如圖8下所示：圖8信號采集放大電路 顯示電路本設計1602液晶模塊的引腳連線如圖9。其中，第2腳為液晶的驅(qū)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。S2，S3，。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)健康值。完整硬件電路設計圖12所示：圖12完整硬件電路設計圖5 軟件設計 總體方案本設計采用C語言編程，編譯環(huán)境是Keil uVision3。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。Keil C51是美國Keil Software 公司出品的51 系列兼容單片機C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)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。單片機C語言和一般的C語言的語法結(jié)構(gòu)基本相同，也是采用函數(shù)結(jié)構(gòu)，大部分函數(shù)也相同。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。軟件設計由系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、按鍵檢測控制顯示三個部分組成。軟件組成圖如圖13所示：LCD1602程序A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換子程序中讀取獲得的體重值，再對體重值進行判斷。若體重值為0，則寫1602子程序顯示字符，即各個值顯示為0；若體重值大于98，則寫LCD1602各個值顯示字符為“”或“”，同時蜂鳴器報警；若體重值在于0和98之間，則寫顯示體重值，讀取身高值初值，由三個按鍵控制改變的初值（即用戶的體重值），顯示身高。之后計算BMI值，再由BMI值判斷身體質(zhì)量指數(shù)的檢測結(jié)果并顯示。 A/D轉(zhuǎn)換部分程序流圖首先寫單片機初始化，單片機信號通道設置和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模數(shù)式子程序，讀取數(shù)據(jù)通道入口由主程序定， A/D轉(zhuǎn)換子程序返回轉(zhuǎn)換后的二進制結(jié)果。主程序?qū)Λ@取的二進制結(jié)果數(shù)據(jù)進行處理轉(zhuǎn)換為體重值。如圖14所示A/D轉(zhuǎn)換部分程序流圖：開始判斷通道是否由數(shù)據(jù)輸入開始轉(zhuǎn)換初始化返回轉(zhuǎn)換結(jié)果否是圖14 A/D轉(zhuǎn)換部分程序流圖 LCD顯示部分程序顯示部分包括字符串顯示和單字符顯示。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