数字身高体重测量仪设计方案
体重检测仪设计报告
体重检测仪设计报告引言体重是人体健康的重要指标之一，而传统的体重测量方式需要借助于称重器或者医疗仪器，不太方便和实用。
因此，我们团队设计了一种简单、便捷的体重检测仪，以满足用户日常测量体重的需求。
设计目标我们的体重检测仪旨在实现以下目标：1. 简单易用：用户可以方便地使用该仪器进行体重测量，无需额外的操作步骤。
2. 准确可靠：仪器的测量结果能够准确反映用户的体重，具有较高的可靠性。
3. 实用便携：体重检测仪应具备便携性，能够随时随地进行体重测量。
设计原理我们的体重检测仪基于压力传感技术，通过测量用户对仪器施加的压力来推算体重。
具体的设计原理如下：1. 压力传感器：仪器内置了高精度的压力传感器，能够感知用户施加的压力大小。
2. 数据处理：仪器会将传感器获取的压力数据进行处理和转化，将压力值转换为体重数据。
设计细节1. 外观设计：我们的体重检测仪采用精美的外观设计，以提升用户的体验感和使用欲望。
仪器采用圆形设计，搭配简洁的操作面板和LCD显示屏，整体简洁、美观。
2. 传感器布置：在仪器底部，我们布置了多个压力传感器，以确保测量的准确性。
用户只需将脚踩在压力传感器上，即可完成体重的测量。
3. 数据处理和显示：仪器会对传感器获取的压力数据进行处理，并将处理后的体重数据通过LCD显示屏实时展示给用户。
同时，在仪器的面板上还设置了清零、单位切换等功能键，使用户可以根据自身需要进行操作和设置。
4. 电源：为了满足仪器的便携性，我们采用了可充电电池作为电源，用户可以通过USB线进行充电，无需频繁更换电池。
性能测试为验证设计的准确性和可靠性，我们对体重检测仪进行了性能测试。
1. 响应速度：我们测试了仪器的响应速度，即用户施加压力到仪器显示体重的时间。
测试结果显示，仪器的响应速度控制在1秒以内。
2. 准确性：我们使用称重器作为对照标准，将同一个人进行多次体重测量，然后与仪器测量结果进行对比。
测试结果表明，仪器的测量误差小于5%。
人体电子秤设计
设计方案
• 采用各类传感器、89C51单片机、12864液 晶显示屏 • 画图环境：protel99 • 编程环境：KEIL4 • 仿真环境：protues7.5 • 其他：液晶图片取模软件
系统框图
数据采样
M C
液晶屏显示
U
开始
流程图
M>=( L-K1-5)&& M<=(L-K1+5) N N Y M>(L-K1+5) K1=100 N 显示偏瘦 显示偏胖 Y
• 灵敏度：0.5~5v/mm，提高灵敏度励磁电压 10v左右，电源频率10~50kHz • 线性范围：线圈骨架长度的 1/10左右 • U ：初级线圈激励电压 ：其角频率 • M M ：两次级绕组的互感M 2M U U ( )
1
1 2
1
2
r1
2
L1
2
• 鉴于计算过于麻烦可实际测量参考值
方案三：超声波传感器
• • • • S=C×V÷2 C：超声波传输时间 V：超声波传播速度 S：路程
方案四：光栅传感器
• 光栅传感器由光源、透镜、光栅副（主光 栅和指示光栅）和光电接收元件组成。
方案五：市场常用测量仪
• 采用同步电机指挥机械臂向下运作
• 电机预设一个值，每转几度就是一个脉冲 ，碰到人体（感应开关断开）后停止运作 将采集到的值送入后续电路。 • 精度0.几毫米。 • 【摄像头 电脑软件编程 镜像成像——分析 身高】
电桥平衡： 当温度变化
时，
•
只有阻值变化电桥才会有电压输出：
•
桥式电阻应变片测量计算
• R1=R2=R3=R4=350欧姆
• 体重：0~255kg
小班数学教案：称体重、量身高（2篇）
小班数学教案：称体重、量身高【活动目标】1、初步了解使用体重仪和量身高的仪器。
2、尝试量身高称体重，在活动中，感受帮助别人体检的乐趣。
【活动准备】体重仪（带有量身高的仪器）一台。
【活动过程】一、回忆以往经验，感知体检的项目。
1、师：大家想想，我们保健室的老师给你们体检的时候，会检查哪些项目呢？2、幼儿回忆以往经验并回答，教师从幼儿的回答中提取出量体重和测身高两个方面。
二、探索正确使用体检的仪器。
1、出示体检用的仪器这是什么？它们是用来做什么的呢？谁会用它呢？2、请个别幼儿上来尝试演示使用量体重和测身高的仪器3、幼儿讨论正确的使用方法。
三、尝试帮助同伴称体重、量身高。
1、我们今天要称体重、量身高，请大家一起来帮忙，我们应该怎么看测量的结果呢？2、幼儿自由述说自己的经验，知道要看仪器上面的刻度。
师：我们测身高时应该怎样站呢？3、大家共同测量身高和体重。
四、请小朋友记录下自己的测量结果，回家告诉爸爸妈妈。
小班数学教案：称体重、量身高（2）教案标题: 称体重、量身高教案目标:1. 学生能正确操作体重计和身高尺来测量自己的体重和身高。
2. 学生能正确理解和运用相关的数学概念，如重量的单位换算和身高的单位换算。
教学准备:1. 体重计和身高尺。
2. 备有不同重量物品用于实际的称重操作。
3. 小班数学教学材料。
教学步骤:引入:1. 提问: 你们有没有在家里或者医生那里称过体重和量身高呢? 你们觉得这个过程是怎样的?2. 教师解释: 今天我们要学习称体重和量身高的方法，同时也会学习一些与重量和身高有关的数学概念。
体重测量:1. 教师演示: 教师示范如何使用体重计来测量自己的体重。
同时，提醒学生保持平衡和站稳。
2. 示范学生操作: 请一名学生上来示范如何用体重计测量自己的体重。
3. 学生操作: 分组让学生互相帮助，使用体重计测量并记录自己的体重。
身高测量:1. 教师演示: 教师示范如何使用身高尺来测量自己的身高。
同时，提醒学生挺直身体和注意测量起始位置。
数字电子秤课程设计完美
数字电子秤课程设计 完美一、课程目标知识目标：1. 让学生了解数字电子秤的工作原理，掌握其关键组成部分，如传感器、A/D 转换器等。
2. 使学生理解数字电子秤的精度、分辨率等关键性能指标，并学会如何进行简单计算。
3. 帮助学生掌握数字电子秤的使用方法，包括校准、测量、单位转换等。
技能目标：1. 培养学生动手操作数字电子秤的能力，学会正确使用、维护和保养设备。
2. 培养学生运用数字电子秤进行实验和科学探究的能力，提高实验数据的准确性。
3. 提高学生的团队合作能力，通过小组合作完成数字电子秤的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养学习热情和探究精神。
2. 培养学生严谨、细致的科学态度，注重实验数据的真实性。
3. 增强学生的环保意识，让学生在使用数字电子秤时注意节能环保。
本课程针对高年级学生，结合电子技术课程内容，以数字电子秤为载体，培养学生理论联系实际的能力。
课程注重实用性，使学生能够将所学知识应用于生活实际。
通过课程学习，学生能够掌握数字电子秤的基本原理、使用方法和制作技巧，提高实践操作能力和团队合作能力，同时培养科学素养和环保意识。
课程目标的设定旨在确保学生能够达到预期学习成果，为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 数字电子秤概述- 了解电子秤的发展历程、分类及特点- 学习数字电子秤的基本组成及工作原理2. 数字电子秤关键部件- 传感器：学习应变式传感器原理、特点及应用- A/D转换器：了解模数转换器的原理、类型及性能指标3. 数字电子秤性能指标- 精度、分辨率、量程等概念的学习- 简单计算方法：如误差分析、单位转换等4. 数字电子秤的使用与维护- 正确使用数字电子秤的方法- 校准、测量、数据处理等操作步骤- 维护保养知识及注意事项5. 数字电子秤设计与制作- 教学大纲：设计原理、选材、制作流程等- 小组合作完成数字电子秤的设计与制作- 作品展示与评价6. 实践活动与拓展- 结合课程内容，开展数字电子秤实际应用活动- 探究电子秤在其他领域的应用，如物联网、智能制造等教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性。
智能型BMI体重指数测试仪的设计与制作毕业设计
本科毕业设计（2012届）题目智能型BMI体重指数测试仪的设计与制作学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《智能型BMI体重指数测试仪的设计与制作》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：2012 年 05 月 09日摘要本设计主要设计BMI（Body Mass Index，身体质量指数）体重测试仪系统的信号处理过程，继而实现整个BMI体重测试。
BMI体重测试仪系统主要包括称重传感器、放大器、信号处理过程和液晶显示是整个系统的关键。
BMI测试过程：由传感器采集的电信号，经过一系列的信号处理过程和输入的身高值，由BMI=体重（kg）/(身高^2)得到最终的结果。
传感器由两个50kg的半桥称重传感器组成全桥，其称量范围是100kg。
BMI值最终由采集到的体重和用户输入的身高决定。
本BMI体重测试仪系统主要是由带A/D转换功能的单片机STC12C5A16S2控制单元，由电阻式应变片获取电信号，经AD620放大器、按键、显示模块以及软件程序来完成整个称重系统。
本设计运用LCD1602液晶分两行显示采集到体重值，用户输入的身高值和经系统处理过的BMI值和用户的身体质量状况，其直观、易读的特点将会受到用户的热爱。
显然由单片机控制的体重秤具备使用方便，直观，测量准确，成本低等特点。
此外，随着现代社会随着人们生活水平的提高，人们对自己的身体健康越来越关注，为此BMI体重测试仪越来越凸显出了其广泛的市场前景受。
若BMI体重测试仪广泛地使用在家庭生活中，将会为提高我国的人民的身体素质及延长平均寿命做出巨大贡献。
关键字：BMI；体重计；STC12C5A16S2；称重传感器；AD620ABSTRACTThis design mainly the design signal processing system of BMI weight tester, then realize the entire BMI weight test. BMI weight tester system mainly including weighing transducer, amplifiers, signal processing and liquid crystal display is the key to the whole system. BMI test process: from sensors to collect the electrical signals, after a series of signal processing and input height value, by BMI = weight (kg) / (height ^ 2) get the final outcome. The whole bridge weighing transducers composition of two 50kg half bridge weighing transducers and its range is weighing 100kg. BMI eventually is decided by the collected weight and the height of the user.The BMI weight tester system is mainly composed of taking A/D conversion function of the single chip microcomputer STC12C5A16S2 control units, by the resistance strain gauge type for electrical signal ,through the process of amplifier AD620, buttons, display module and software program to complete the whole weighing system. This design uses LCD1602 to display the collected weight value, the user input height value and the system with the body mass index (BMI) and the user's healthy condition .the intuitive and easy to read characteristics will be lively loved by users.Obviously the single-chip microcomputer control weight scales have characteristics of conveniently use, intuitive, high measurement accuracy, low cost etc. In addition, in modern society with the improvement of people's living standard, people take more and more attention on their health, therefore BMI weight tester more and more brings out its widespread market prospect. If the BMI weight tester widely used in the family, it wills be to improve our people's physical quality and made great contribution to extend life expectancy.Keywords: BMI；weight tester；STC12C5A16S2；weighing transducer；AD620目录1 引言......................................................... - 1 -2 概述......................................................... - 2 -2.1 电子称概述.............................................. - 2 -2.2 本设计方案思路.......................................... - 3 -2.3 研发方向和技术关键...................................... - 4 -2.4 主要技术指标............................................ - 4 -3 系统方法论证与选型........................................... - 5 -3.1 控制器部分.............................................. - 5 -3.2 数据采集部分的选择...................................... - 6 -3.2.1 传感器的选择....................................... - 6 -3.2.2 放大电路的选择..................................... - 9 -3.3 显示部分............................................... - 10 -4 硬件设计.................................................... - 13 -4.1 主控器电路............................................. - 13 -4.2 信号采集、放大电路..................................... - 16 -4.3 显示电路本设计......................................... - 17 -4.4 系统完成工作过程....................................... - 18 -5 软件设计.................................................... - 20 -5.1 总体方案............................................... - 20 -5.2 A/D转换部分程序流图 ................................... - 20 -5.3 LCD显示部分程序 ....................................... - 21 -5.4按键程序流图............................................. - 22 -6 制作与调试.................................................. - 24 -6.1 硬件电路的布线与焊接................................... - 24 -6.1.1 总体特点.......................................... - 24 -6.1.2 电路划分.......................................... - 24 -6.1.3 焊接.............................................. - 24 -6.2 实物图................................................. - 24 -6.3 误差分析............................................... - 26 -7 结论........................................................ - 27 - 致谢............................................................ - 28 -参考文献........................................................ - 29 - 附录A 系统电路图与PCB制板图................................. - 31 - 附录B 系统程序............................................... - 31 -1引言体重秤可以分为电子体重秤和机械体重秤，还可以分为带身高尺的体重秤和不带身高尺的体重秤。
毕业设计(论文)-智能型身高体重仪的研制
1 智能型身高体重仪的概述身高体重仪，早已被广泛用于家庭和平常的生活中，使人们对自己的身体状况有更好的掌握，更好的提高人们对健康的认识。
传统的身高体重仪器一般为机械结构，这种仪器需要人工操作，不能显示，数据需要通过指针和刻度盘来读取，这种仪器用起来很不方便，而且它的误差也比较大，有仪器自身误差，也存在人为的在读取时所产生的随机误差等。
近年来，市面上也大量流行着能测人体身高和体重的电子人体称，它能自动测量出人的身高体重值，并配有打印机输出和语音播放电路，在很大程度上提高了人体身高体重测量的准确性，也丰富了测量的趣味性。
一般来说这种身高体重仪，操作简单，由人启动后测重、测高、显示、打印、语音播放等功能都可以自动完成的，但是这种仪器也存在某些方面的不足：体积大，移动起来不方便；测高功能是通过测高平杆带动码盘转动，码盘孔用光电读取头把测高脉冲传给单片机进行计数，从而得到被测者的身高值，这种仪器需要电机来带动测高平杆移动，为接触型测量，并且测量速度不快；同时还需要人工来操作。
智能型身高体重仪，顾名思义，就是整个测量身高和体重的过程都是自动完成的。
同时，它又具备了传统身高体重仪所不具备的优点和亮点：小巧玲珑，移动方便；测量速度快、准确，并且为非接触型仪器；而且它功耗低，且无需人工操作，是一种完全的智能自动化仪器。
这种仪器在使用时，即进行身高体重测量时，只要被测者站在仪器上所示的位置，本仪器就会自动的进行身高与体重的测量，然后对结果进行直观的数字显示和语音播放。
对于本仪器来说，整个工作过程就是：通电开机，在无人测量状态下显示时钟日历，同时检测是否有人要进行测量；如有，系统自动启动测量身高和体重的电路进行测量。
具体的测量过程为：启动超声波测高发射电路→等待超声波反射回来并计算出时间差→由温度传感器测出温度并对声速进行补偿→计算出身高值并送入控制系统→从称重传感器输出的信号经放大并A/D转换后的体重值送入控制系统→由控制系统算出结果→最后为显示和播放所测得的身高体重值并打印出结果→结束。
数字身高体重测量仪设计方案
数字身高体重测量仪设计方案1.1 选题背景及目的随着社会的发展，人们生活水平不断提升，与身体状况相关的方面越来越得到人们的关注。
而身高与体重的变化则是身体状况最为直接的表现，因此身高体重便成为必要的测量内容。
身高体重测量仪现以不止用于医疗、体检部门，而是可以广泛应用于大众的仪器，因此身高体重测量仪的研究和设计有非常广阔的前景。
本设计的身高体重一体化测量仪可以同时测量身高和体重数据，并实时的在屏幕上显示，大大提高了使用效率。
本设计的仪器系统功耗低，运行情况良好而可靠，能利用最少的资源进行高精度的测量，信息性能可靠，操作便利，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果，有重要的研究意义。
身高的测量使用非接触式的超声波来完成。
超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因此超声波经常用于障碍物的距离测量。
由于超声波可做到无接触检测距离,这一特性用在人体或其它物体高度的测量上会变得非常方便。
而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。
因此本设计也是利用超声波来测量高度。
体重的测量采用应变式压力传感器做成电子称来测量重量。
和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点，因此电子称逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品[1]。
本课题设计的电子秤具有基本称重、显示功能。
该电子秤的测量范围为0-200Kg，测量精度达到1kg，有高精度，低成本，易携带的特点。
1.2 总体方案设计与论证1.2.1 设计任务（1）题目：数字身高体重测量仪（2）测量要求：超声波测高精度±1cm，测量范围2cm-4m称重精度1kg，测量范围1kg-200kg要求测量准确，能同时在显示屏上显示出来。
1.2.2 设计内容外围设备：（1）51单片机最小系统开发板（2）STC89C52主芯片（3）超声波测距模块（4）压力传感器称重模块（5）AD转换模块（6）1602液晶显示模块1.2.3 方案论证与选择方案一：采用FPGA控制，超声波测距，电容式传感器称重，数码管显示数值。
(完整版)基于单片机的身高体重测量仪毕业设计
课程设计说明书Kechengshejishuomingshu地市：准考证号：*名：***河南省高等教育自学考试基于单片机的身高体重测量仪摘要本文介绍了一个基于单片机的身高体重测量仪，本设计以单片机为平台，利用金属应变片来感应人体的重量，传感器输出模拟量经 AD转换器转换成数字量传入单片机。
利用超声波在介质中传播速度固定的原理可由超声波在空气中的传播时间算出传播距离，实现身高的测量。
通过串口电路实现了单片机与上位机的通信。
本设计硬件电路包括电源电路、单片机最小系统电路、液晶屏电路、串口通信电路、独立按键电路、蜂鸣器电路、超声波模块电路、AD转换器电路和全桥电路。
软件部分包括主程序、系统初始化程序、AD转换器通信程序、按键检测程序、超声波信号发射及接收程序、液晶屏驱动程序。
本设计可以同时测量人体的身高和体重，还可以将所测数据自动编号发送到上位机上显示或以文档的形式导出并保存。
基于单片机身高体重测量仪制作成本低，电路设计简单，显示清楚，基本满足设计要求。
关键词：STC89C52；超声波；HX711；上位机Height and weight measurement instrument based on MCUABSTRACTThis 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 communicate with the PC. The hardware circuit includes power circuit, MCU minimum system circuit, LCD circuit, serial communication 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 communication 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 computer display or derived form document and save. Height and weightmeasurement instrument based on MCU of low cost, simple circuit design, clear display, basically meet the design requirements.Key words：STC89C52；Ultrasonic；HX711；Host computer目录1 绪论 (1)2 身高体重测量仪总体方案设计 (1)2.1 设计方案的选定 (1)2.2 身高体重测量仪的工作过程 (2)3 身高体重测量仪的硬件电路设计 (3)3.1 电源电路 (3)3.2 单片机最小系统电路 (3)3.3 串口通信电路 (4)3.4 超声波模块接口电路 (5)3.5 独立按键电路 (5)3.6 液晶屏电路 (6)3.7 蜂鸣器电路 (7)3.8 HX711 AD转换器模块接口电路 (7)3.9 全桥电路 (8)3.10 总体硬件电路及其工作原理 (9)4 软件设计 (10)4.1 主函数的编写 (10)4.2 系统初始化函数的编写 (13)4.3 HX711 AD转换器通信函数的编写 (13)4.4 按键检测函数的编写 (15)4.5 超声波模块函数的编写 (16)4.6 液晶屏驱动函数的编写 (18)5 开发平台及调试 (20)5.1 硬件的制作 (20)5.2 硬件的开发平台 (21)5.3 软件的调试 (22)5.4 软件的开发平台 (22)5.5 上位机软件 (23)6 总结 (24)6.1 特点 (24)6.2 不足与改进 (25)参考文献 (25)致谢 (26)附录１ (26)附录２ (27)1 绪论随着科技和社会的发展，电子产品已经渗透到了社会的各个领域，人们对个人的体质状况也越来越重视，在此背景下产生了许多用于测试人体健康标准的电子设备和器材，如血糖仪、电子体温计、身高体重测量仪等就是其中典型的例子。
数字身高体重测量仪设计方案
数字身高体重测量仪设计方案1.1 选题背景及目的随着社会的发展，人们生活水平不断提升，与身体状况相关的方面越来越得到人们的关注。
而身高与体重的变化则是身体状况最为直接的表现，因此身高体重便成为必要的测量容。
身高体重测量仪现以不止用于医疗、体检部门，而是可以广泛应用于大众的仪器，因此身高体重测量仪的研究和设计有非常广阔的前景。
本设计的身高体重一体化测量仪可以同时测量身高和体重数据，并实时的在屏幕上显示，大大提高了使用效率。
本设计的仪器系统功耗低，运行情况良好而可靠，能利用最少的资源进行高精度的测量，信息性能可靠，操作便利，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果，有重要的研究意义。
身高的测量使用非接触式的超声波来完成。
超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因此超声波经常用于障碍物的距离测量。
由于超声波可做到无接触检测距离,这一特性用在人体或其它物体高度的测量上会变得非常方便。
而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。
因此本设计也是利用超声波来测量高度。
体重的测量采用应变式压力传感器做成电子称来测量重量。
和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点，因此电子称逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品[1]。
本课题设计的电子秤具有基本称重、显示功能。
该电子秤的测量围为0-200Kg，测量精度达到1kg，有高精度，低成本，易携带的特点。
1.2 总体方案设计与论证1.2.1 设计任务（1）题目：数字身高体重测量仪（2）测量要求：超声波测高精度±1cm，测量围2cm-4m称重精度1kg，测量围1kg-200kg要求测量准确，能同时在显示屏上显示出来。
1.2.2 设计容外围设备：（1）51单片机最小系统开发板（2）STC89C52主芯片（3）超声波测距模块（4）压力传感器称重模块（5）AD转换模块（6）1602液晶显示模块1.2.3 方案论证与选择方案一：采用FPGA控制，超声波测距，电容式传感器称重，数码管显示数值。
一种智能体型体重测量仪的设计
DOI：10.16661/ki.1672-3791.2020.01.066一种智能体型体重测量仪的设计①黄立端 赵娟(荆楚理工学院电子信息工程学院 湖北荆门 448000)摘 要：随着人们生活水平的提高，人们对身体情况也越来越看重，为了随时了解人体的健康机理状况，时刻掌握身体的身高体重情况也有了必要，在该设计中将智能化、自动化、人性化用在了体型体重测量智能装置的控制系统中。
采用单片机作为主控芯片，结合超声波测距系统、传感系统、数据转换系统、显示系统等于一体设计一款智能体型体重测量仪。
该文主要介绍了该系统的软硬件设计和实现效果，该系统具有价格低、功能稳定、精确度较高等特点。
关键词：体型体重测量 单片机控制 超声波测高中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2020)01(a)-0066-02由于人们对于养生越来越关注，对体型体重的要求越来越高，设计一种智能体型体重测量仪就尤为重要。
智能型体型体重测量仪外部采用液晶显示屏显示数据使得外观更美，内部采用单片机作为主控装置取代传统弹簧减小了制造难度和装置体积，更加的智能化，能够自动显示数据、数据传输和语音播报等功能，为生活带来便捷和帮助。
该设计方案主要包括单片机控制模块、数据采集模块、测距模块和显示模块等部分组成。
单片机采用51芯片，数据采集通过应变式传感器，显示模块采用LCD12864液晶显示器显示。
具体实现方案框图如图1所示。
智能测重系统由单片机控制，组成部分包含测重部分，测重部分又包含了传感器、A/D转换器和LCD显示器，价格便宜、设计简单、使用方便、准确性高。
该设计是基于单片机STC89C52的测量系统，包括测高和称重两个模块。
其中测量身高量程为2m，称重量程为100kg，能实现绝大多数测量要求。
测高部分采用超声波测距原理测量。
测重部分采用应变式压力传感器、放大电路、AD转换器、LCD显示器等。
1 智能提醒体重测量仪硬件设计硬件设计包括控制电路、采集电路、显示电路、测高电图1 系统设计方案框图图2 超声波测高原理图①基金项目：湖北省教育厅科学研究计划项目——荆门市农谷信息化监控技术需求与顶层方案设计（项目编号：B2018241）；2018年中国农谷发展研究中心立项课题——荆门市农业信息化监控技术需求调研（项目编号：2019zgng0 7）；2018年中国农谷发展研究中心立项课题——“互联网+农民”产业需求调研（项目编号：2019zgng08）；教学 研究项目——“九渊计划”拔实创新人才培养模式构建与实践（项目编号：JX2019-008）；教学研究项目—— 面向过程和成果导向教育的计算机科学与技术专业实践课程教学与实践（项目编号：JX2019-034）。
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数字身高体重测量仪设计方案1.1 选题背景及目的随着社会的发展，人们生活水平不断提升，与身体状况相关的方面越来越得到人们的关注。
而身高与体重的变化则是身体状况最为直接的表现，因此身高体重便成为必要的测量内容。
身高体重测量仪现以不止用于医疗、体检部门，而是可以广泛应用于大众的仪器，因此身高体重测量仪的研究和设计有非常广阔的前景。
本设计的身高体重一体化测量仪可以同时测量身高和体重数据，并实时的在屏幕上显示，大大提高了使用效率。
本设计的仪器系统功耗低，运行情况良好而可靠，能利用最少的资源进行高精度的测量，信息性能可靠，操作便利，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果，有重要的研究意义。
身高的测量使用非接触式的超声波来完成。
超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因此超声波经常用于障碍物的距离测量。
由于超声波可做到无接触检测距离,这一特性用在人体或其它物体高度的测量上会变得非常方便。
而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。
因此本设计也是利用超声波来测量高度。
体重的测量采用应变式压力传感器做成电子称来测量重量。
和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点，因此电子称逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品[1]。
本课题设计的电子秤具有基本称重、显示功能。
该电子秤的测量范围为0-200Kg，测量精度达到1kg，有高精度，低成本，易携带的特点。
1.2 总体方案设计与论证1.2.1 设计任务（1）题目：数字身高体重测量仪（2）测量要求：超声波测高精度±1cm，测量范围2cm-4m称重精度1kg，测量范围1kg-200kg要求测量准确，能同时在显示屏上显示出来。
1.2.2 设计内容外围设备：（1）51单片机最小系统开发板（2）STC89C52主芯片（3）超声波测距模块（4）压力传感器称重模块（5）AD转换模块（6）1602液晶显示模块1.2.3 方案论证与选择方案一：采用FPGA控制，超声波测距，电容式传感器称重，数码管显示数值。
方案二：采用51单片机控制，超声波测距，应变式传感器称重，1602液晶显示数值。
以上两个方案主要是控制芯片，称重传感器和显示设备的选择问题。
现就各个选择做以下论证。
FPGA功能强大，端口多，适于多从控制，但数据处理较复杂，且价格昂贵；51单片机设计简单，易于控制，价格便宜，且能完成要求的所有工作，因此选择51单片机控制。
电容式传感器耗电量少,造价低,但准确度只有1/200~1/500；电阻应变式传感器的称量范围为300g至数千kg,计量准确度达1/1000~1/10000,结构较简单,可靠性较好，因此选择电阻应变式传感器，且采用全桥式等臂电桥电路。
采用数码管现实的话，需要两组数码管分别显示身高和体重数值，消耗功率大，且占用较多的I/O口资源；采用1602液晶显示，可以分两行同时清晰直观地显示身高体重结果及必要的信息，因此选择1602液晶显示作为显示屏。
综上所述，选择方案二更为合理、经济。
2 硬件电路设计2.1 主控电路我们主控制电路采用STC89C52芯片，STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择[2]。
主要特性如下[3]：1.工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）2.增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz4.片上集成512字节RAM5.用户应用程序空间为8K字节6.具有EEPROM功能7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8.通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
9.共3个16位定时器/计数器。
即定时器T0、T1、T210.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒11.具有看门狗功能12.工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）13.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART14. PDIP封装其管脚定义如图2.1所示。
图2.1 STC89C52 管脚图2.2 超声波测高模块电路2.2.1 超声波传感器及其测高原理超声波是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t,然后求出距离S=Ct/2，式中的C为超声波波速。
利用超声波测高前先用超声波测出发射头与地面的高度H1并存入单片机，然后将被测物体移入测量区内测得上表面距离H2，用单片机算出两者之差就是被测物体的实际高度。
超声波测高系统原理如图2.2所示。
图2.2 超声波测高原理图我们使用的是模块化的超声波HC-SR04测距，HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路[4]。
其基本工作原理如下：(1)采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;2.2.2 超声波传感器电气参数及其时序图超声波测距模块电气参数如下表2.1所示：表2.1 电气参数超声波时序图如图2.3所示：图2.3 超声波时序图以上时序图表明我们只需要提供一个10uS以上的脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40KHZ周期电平并检测回波。
一旦检测到有回波则输出回响信号。
回响信号的脉冲宽度与所测得距离成正比。
由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
在本设计中单片机的P3.3脚提供一个16us的高电平给TRIG口，通过模块自动测距接受ECHO的回响高电平信号给P3.2脚，因此用ECHO 高电平持续时间t/58就是超声波测得的距离S（cm）。
HC-SR04模块实物图如图2.4所示：图2.4 HC-SR04模块2.3 压力传感器称重模块2.3.1 压力传感器称重传感器采用200kg的应变式压力称重传感器YZC-1B，其内部为4个应变片构成的电桥形式。
其测量原理如图2.5所示。
当垂直正压力P作用于梁上时，梁产生形变，图2.5 传感器受力工作原理电阻应变片R1、R2受压弯拉伸，阻值增加；R3、R4受压缩，阻值减小。
电桥失去平衡，产生不平衡电压，不平衡电压与作用在传感器上的载菏P成正比，从而将非电量转化成电量输出[5]。
R1、R2、R3和R4组成惠更斯电桥，将2对电阻应变片的阻值变化转变成输出电压，其工作原理如图2.6所示。
图2.6 测量电桥原理传感器实物图如下图所示：图2.7 称重传感器2.3.2 称重AD转换芯片HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。
与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点、降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。
该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。
输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。
通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。
通道B则为固定的64增益，用于系统参数检测[6]。
芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。
芯片内的时钟振荡器不需要任何外接部件。
上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。
图2.8为HX711芯片应用于体重测量的一个参考电路图。
该方案使用内部时钟振荡器(XI=0)，10Hz的输出数据速率(RATE=0)。
电源（2.7～5.5V）直接取用与MCU 芯片相同的供电电源。
通道A与传感器相连，通道B通过片外分压电阻与电池相连，用于检测电池电压。
图2.8 HX711外部管脚图HX711主要电气参数如表2.2所示。
表2.1 HX711电气参数表参数条件及说明最小值典型值最大值单位满额度差分输入范围V（inp）-V(inn) ±0.5(AVDD/GAIN)V 输入共模电压范围AGND+0.6 AVDD-0.6 V输出数据速率使用片内振荡器，RATE=0 10Hz 使用片内振荡器，RATE=DVDD 80外部时钟或晶振，RATE=0 fclk/1,105,920外部时钟或晶振，RATE=DVDD fclk/138，240输出数据编码二进制补码800000 7FFFFF(HEX)输出稳定时间（1）RATE=0 400 mvRATE=DVDD 50输入零点漂移增益=128 0.2增益=64 0.8输入噪声增益=128，RATE=0 50 nV(rms)增益=128，RATE= DVDD 90温度系数输入零点漂移（增益=128）±7 nV/℃增益漂移（增益=128）±3 ppm/℃输入共模信号抑制比增益=128，RATE=0 100 dB电源干扰抑制比增益=128，RATE=0 100 dB 输出参考电压（VBG） 1.25 V 外部时钟或晶振频率 1 11.0592 30 MHz 电源电压DVDD 2.6 5.5 VAVDD,VSUP 2.6 5.5模拟电源电路（含稳压电路）正常工作1600 uA 断电0.3数字电源电路正常工作100 uA断电0.22.3.3 称重部分AD转换基本原理如图2.9所示HX711内部方框图，HX711可以在产生VAVDD和AGND电压，即711模块上的E+和E-电压。
该电压通过VAVDD=VBG(R1+R2)/R2计算。
VBG为模块儿基准电压 1.25vR1=20K,R2=8.2K，因此得出VAVDD=4.3V。
在4.3V的供电电压下200Kg的传感器最大输出电压是4.3*2mV/V=8.6mV，经过128倍放大后，最大电压为8.6mV*128=1100.8mV。