智能人体电子秤的系统设计.pdf
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1、 收稿日期: 2007 - 10 作者简介:张青春(1964) ,男,副教授,高级工程师,研究方向为测控技术、 智能仪器、 虚拟仪器等。智能人体电子秤的系统设计张青春,郁 岚(淮阴工学院 电子信息工程系,江苏 淮安223001) 摘要:介绍以AT89C52单片机为核心的智能人体电子秤的设计方案,详述该系统硬件和软件的设计方法。该系统集称重、 人体胖瘦信息和时间显示于一体,功能齐全,可进行推广应用。关键词:单片机;传感器;液晶显示中图分类号:T M930 文献标识码: B 文章编号: 1006 - 2394(2008) 07 - 0011 - 02Design of the Intelligen
2、t Human Body Electron ic2weighing SystemZHANGQing2chun, YU Lan(Electronic Information EngineeringDepartment, Huaiyin Institute of Technology, Huaian 223001, China)Abstract: The design method of intelligent human body electronic2weighing system is introduced in thispaper . Thesystem ismainly controll
3、ed byAT89C52. The hardware and software design are described in detail . The system can dis2play the human bodyweight, the fat and thin infor mation and the time. The function of the system is complete and it canbe used widely .Key words: microcontroller; sensor; LCD1 系统设计及工作原理本系统主要由称重传感器模块、 滤波放大电路模
4、块、 模数转换电路模块、LCD显示模块、 键盘电路模块等部分组成。人体的体重信息由称重传感器转换成电信号,并通过测量电路进行滤波放大,由单片机控制A /D转换器完成数据采集,并由单片机完成运算、 显示,系统结构框图如图1所示。图1 系统结构框图2 系统硬件设计2. 1TJH - 2C型称重传感器称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件。选用适当传感器,用来感知被测量,当物体放在秤盘上时,压力传给传感器,该传感器发生形变,从而使阻抗发生变化,电桥失去平衡,传感器输出一个变化的模拟信号。本系统采用TJH - 2C型称重传感器,额定载荷为200kg。传感器电路所采用的是单臂电桥电路,只有一个电阻应变
5、片。理想情况下,传感器输出信号、 放大器输出信号、ADC转换输出信号、 人体体重之间的关系基本成线性,放大器的理想放大倍数为327。2. 2 放大与滤波电路模块通常传感器输出的电信号是微弱的,不能够满足后续的转换要求,必须对它进行放大,但不可避免的会出现各种噪声,因此放大电路要有稳定的放大倍数、 低噪音、 低漂移、 足够的带宽、 线性度和抗干扰能力强等要求。因此本系统的放大电路采用由三个运放构成的对称式差动放大器,放大器的闭环增益为K=V0V2-V1= -R5R41 +R1+R3R2,显然只要改变R2的阻值就可改变放大器增益,且不影响共模抑制比。运放采用低失调、 低漂移运放OP - 07,低失
6、调运放的输入失调电压漂移和输入失调电流漂移都很小。滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理的系统,当信号与噪声分布在不同的频带中时,可以从频域中实现信号的分离。在实际测量中,噪声与信号往往有一定的重叠,如果不严重的话,可以利用滤波器有效的抑制噪声功率,提高测量精度。本设计选用的是112008年第7期 仪 表 技 术低通滤波器,通带从零延伸到某一规定的上限频率。在放大器的输入端选用的RC低通滤波器的电阻值为15k,电容值为0. 1F。在放大器的输出端选用的RC滤波器的电阻为100k,电容为0. 1F。电路如图2所示。图2 滤波与放大电路2. 3A /D转换电路模块本系统模数转换电路采用ADC08
7、09芯片来实现A /D转换功能。ADC0809在电路中的连接如图3所示。图3A /D转换电路ADC0809具有8路模拟输入端口,地址线可决定对哪一路模拟输入做A /D转换,本电路只有一路模拟输入,选取I N0口,将ADDA, ADDB, ADDC接地。地址锁存口ALE接RXD, ENABLE (OE)接RD, START接TXD,数字量输出口接单片机的P0口。单片机通过以下方法获得数据,首先置ALE端高电平,再置START端高电平,延时一段时间后,A /D转换结束,置OE端为高电平,通过读P0口,就可获得A /D转换的结果。 图4GDM1602A液晶显示器2. 4 液晶显示模块本 系 统 选
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