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检测技术与仪表实验
课程设计
题目身高体重测量系统设计
姓名陈飞李江敏汤涛
学号
3090433007 3090433017309043305
宁波理工学院
专业班级09自动化1班
任课教师钟伟红
分院信息科学与工程分院完成日期2011年12月20日
摘要
本系统采用单片机AT89S52 为控制核心，实现身高体重测量系统的基本控制功能。其中体重量程为150Kg，身高量程为2米。
系统的硬件部分包括控制器、数据采集处理、显示输出三大部分。控制器部分主要采用AT89S52实现控制功能；数据采集处理部分分两大模块：称重数据采集处理和用超声波测身高数据采集处理，由传感器、信号的前级处理和A/D 转换部分组成；显示输出部分采用点阵式液晶显示，可以直观的显示中文，使用方便。
软件部分应用单片机汇编语言实现了本设计的全部控制功能，包括基本的称重和测量身高功能和中文显示身高体重数据的功能，由于系统资源丰富，还可以方便的扩展其应用。本系统侧重软件控制整个系统的运行。
关键词：单片机：AT89S52；AT89C52
目录
摘要................................................................................................................................................I Abstract ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 引言......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 课题的背景和意义 (1)
1.2 本论文主要工作 (1)
2 总体设计方案 (1)
2.1 称重部分................................................................................ 错误!未定义书签。
2.2 身高部分................................................................................ 错误!未定义书签。
3 传感器选型 (16)
4 总结与展望 (19)
参考文献 (19)
附录 (21)
1引言
1.1课题的背景和意义
有助于我们了解自己的身高和体重的变化，及时控制自己的饮食和运动，保证自己的身体健康。
1.2本论文主要工作
陈飞负责答辩部分，寻找资料
李江敏负责word制作，寻找资料
唐涛负责PPT制作，寻找资料
2总体设计方案
硬件电路设计
2. 1 称重部分
2.1.1 工作原理
称重部分主要由称重传感器、放大电路、V/F转换、显示四部分组成，模拟信号通过称重传感器输入，然后经过放大电路放大后通过数模转换器转换存放到控制单元，再由控制部分和显示电路驱动显示。放大电路的设计要考虑到抗干扰设计。称重原理框图如图5所示。
图5 称重原理框图
2.1.2 硬件电路
（1）放大电路
该部分硬件电路设计关键在于放大电路的抗干扰设计。在这里我采用CMOS 四运放LMC660AIM ，但是只使用了四只运放中的一只即IC1A ，其他三只运放为防止干扰将其接成电压跟随器形式，并将其同相输入端接地。
IC1A 接成差动输入形式对称重传感器桥路输出的信号进行放大，R2为运放的反馈电阻、决定着该级放大的电压增益。C1、C2、C3、C5均为滤波电容，C1、C2可以滤除传感器输出信号中的高频干扰，C3、C5滤除传感器供电电源中的干扰。
（2）A/D 转换电路
此处A/D 转换器次用TLC2543，TLC2543工作原理如下：
上电后，片选
必须从高到低，才能开始一周工作周期，此时EOC 为高，输入数据
寄存器被置为0，输出数据寄存器的内容是随机的。
开始时，片选为高，I/O CLOCK 、DATA INPUT 被禁止，DATA OUT 呈高阻状态，EOC 为高。使
变低，I/O CLOCK 、DATA INPUT 使能，DATA OUT 脱离高阻状态。12个
时钟信号从I/O CLOCK 端依次加入，随着时钟信号的加入，控制字自从DATA INPUT 一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入TLC2543（高位先送入），同时上一周期转换的A/D 数据，即输出数据寄存器中的数据从DATA OUT 一位一位的移出。TLC2543收到第4个时钟信号后，通道号也已经收到，因此，此时TLC2543开始对选定通道的模拟量进行采样，并保持到第12个时钟的下降沿，EOC 变低，开始对本次采样的模拟量进行A/D 转换，转换
称重 传感器 显示电路
AT89S52
放大电路 V/F 变换
.专业整理.
时间约需10μs ，转换完成EOC 变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待下一个工作周期输出。此后，可以进行新的工作周期。TLC2543与AT89S52的接口电路如图6所示。
1
234
D
C
B
A
AT89S52
VCC P1.0P1.1P1.2P1.3VSS AIN0AIN1
AIN2AIN3AIN4AIN5AIN6AIN7
AIN8AIN9AIN10VCC I/O CLK DIN DOUT CS GND TLC2543
+5V
图6 TLC2543与AT89S52的接口电路
显示部分与测身高显示采用同一个电路，将在下面单独介绍。本部分的电路图如图7
所示。
1
2
3
4
5
6
A
B
C
D
6
5
4
3
2
1D
C
B
A
Title
Number Revision
Size B Date:11-Jan-2007Sheet of
File:
E:\设计\我的定稿\图.Ddb Drawn By:
R1100K
R32K
R48.2k
R5
100k
R268K
C10.01μF
C20.1μF
C50.01μF
C30.01μF
1
2
3
4
GF-7C4220μF
+5V
1
2
3
4
11
IC1A LMC660
I/OCLK
AIN0
DIN
DOUT CS GND TLC2543
EA/VP 31X119X218
RESET 9RD 17WR
16
INT012INT113T014T115P10/T 1P11/T 2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27
28
PSEN
29
ALE/P 30TXD 11RXD 10AT89C52
C1130pF
C1230pF
12MHZ R13
C1310μF
+5V
图7称重部分原理图
2.2 测身高部分
2.2.1 超声波测距原理
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。它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。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传