畢業(yè)設(shè)計(jì)81智能型身高體重儀的研制

智能 型 身高體重儀的研制 1 1 智能 型 身高體重儀的概述 身高體重儀，早已被廣泛用于家庭和平常的生活中，使人們對(duì)自己的身體狀況有更好的掌握，更好的提高人們對(duì)健康的認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)的身高體重儀器一般為機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種儀器需要人 工操作，不能 顯示，數(shù)據(jù)需要通過指針和刻度盤來讀取，這種儀器用起來很不方便， 而且 它的誤差也比較大，有儀器自身誤差，也存在人為 的 在讀取時(shí) 所產(chǎn)生 的隨機(jī)誤差等。 近年來，市面上也大量流行著能測人體身高和體重的電子人體稱，它能 自動(dòng) 測量 出人的 身高 體重值，并配有打印 機(jī)輸出 和語音 播放 電路 ，在很大程度上提高了人體身高體重測量的準(zhǔn)確性，也豐富 了測量的趣味性。一般來說這種身高體重儀，操作簡單， 由 人啟動(dòng) 后 測重、測高、顯示、打印、語音播放等功能都 可以 自動(dòng)完成的，但是這種儀器也存在某些方面的不足：體積大，移動(dòng)起來不方便；測高功能是通過測高平桿帶動(dòng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，碼盤孔用光電讀取頭把測高脈沖傳給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到 被測者的 身高值，這種儀器需要電機(jī)來帶動(dòng)測高平桿移動(dòng)，為接觸型測量，并且測量速度不快；同時(shí)還需要人工來操作。 智能 型 身高體重儀，顧名思義，就是整個(gè)測量身高和體重的過程都是 自動(dòng)完成的。同時(shí)，它 又 具備了傳統(tǒng)身高體重儀所 不具備 的優(yōu)點(diǎn)和亮點(diǎn)：小巧玲瓏，移動(dòng) 方便；測量速度快、準(zhǔn)確，并且為非接觸型儀器； 而且 它功耗低，且無需人工操作， 是一種 完全的智能自動(dòng)化儀器。 這種儀器在使用時(shí)，即 進(jìn)行身高體重測量時(shí)，只 要 被測者站在儀器上 所示的位置 ，本儀器就會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行身高 與 體重的測量， 然后 對(duì)結(jié)果進(jìn)行直觀的數(shù)字顯示和語音播放。對(duì)于 本儀器 來說，整個(gè) 工作 過程就是 ： 通電開機(jī)，在無人測量狀態(tài)下 顯示時(shí)鐘日歷，同時(shí)檢測是否有人要 進(jìn)行 測量 ； 如有，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)測量身高和體重的電路進(jìn)行測量。具體的 測量 過程為：啟動(dòng)超聲波測高發(fā)射電路 等待超聲波反射回來并計(jì)算出時(shí)間差由溫度傳感器測出溫度 并 對(duì)聲速進(jìn)行 補(bǔ)償計(jì)算出身高值并送入控制系統(tǒng)從稱重傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)放大并A/D 轉(zhuǎn)換后的體重值送入控制系統(tǒng)由控制系統(tǒng)算出結(jié)果最后為顯示 和 播放所測得的 身高體重值并打印出結(jié)果結(jié)束。整個(gè)測量身高和體重的 過程，不必由人工操作即可全部自動(dòng)完成?？梢姡瑢?duì)智能 型 身高體重儀的研制還是有 很 積極的意義的。 智能 型 身高體重儀的研制 2 2 方案論證 按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由 9 個(gè)部分組成：控制器部分、體重測量部分、身高測量部分、時(shí)鐘日歷部分、數(shù)據(jù)顯示部分、語音處理部分、打印控制部分、擴(kuò)展 I/O 部分和電路電源部分，智能身高體重儀的總體電路結(jié)構(gòu)圖 2-1 所示： 圖 2-1 智能身高體重儀的總體電路結(jié)構(gòu)圖 2.1 控制器部分 方案論證 本系統(tǒng)控制器部分的可選擇的方案有以下兩種： 方案一、 采用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?來進(jìn)行控制； 采用本方案，會(huì)使系統(tǒng)設(shè)計(jì)起來相當(dāng)復(fù)雜。又 因?yàn)橄到y(tǒng)需要 進(jìn)行 數(shù)碼顯示、語音播放和打印 控制 ，所以不宜采用大規(guī)模可編程邏輯器件 (CPLD、 FPGA)來實(shí)現(xiàn)。 因?yàn)榇笠?guī)?？删幊踢壿嬈骷话闶鞘褂脿顟B(tài)機(jī)方式來實(shí)現(xiàn)，即所解 決的問題都是規(guī)則的有限狀態(tài)轉(zhuǎn)換問題。本系統(tǒng)狀態(tài)較多，用本方案難度較大。 方案二、采用單片機(jī)來 實(shí)現(xiàn)控制 以單片機(jī)為主體的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能化測量控制系統(tǒng)”。這種新型的智能儀表在測量過程自動(dòng)化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。所以 本系統(tǒng) 采用本方案，即 基于 51 系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)， 又因?yàn)?系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求， 再考慮到本設(shè)計(jì)中程序部分比較大，所以 我們最終選擇了AT89C52 這個(gè) 比較 常用的 單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 的功能要求 。 AT89C52 內(nèi)部帶有 8KB的程序存儲(chǔ)器， 基本上已經(jīng)能夠滿足我們的需要； 有四個(gè) I/O 口，不能滿足本設(shè)計(jì)中功能 的要求 ，所以我們 用它的 P0 口和 8255 進(jìn)行了擴(kuò)展。 控 制 器 部 分 體重測量部分 身高測量部分 數(shù)據(jù)顯示部分 語音處理部分 時(shí)鐘日歷部分 打印控制部分 擴(kuò) 展I/O部 分 智能 型 身高體重儀的研制 3 2.2 體重測量部分 方案論證 體重測量部分 是 由傳感器將站在測量臺(tái)上的被測者的體重轉(zhuǎn)變?yōu)?近似 線性的電壓輸出，這個(gè)微小的電壓是毫伏級(jí)的， 它不能滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入需求，所以要對(duì)這個(gè) 微小的輸出電壓 進(jìn)行 信號(hào)的前級(jí)處理即 濾波和 放大后 ，才能滿足A/D 轉(zhuǎn)換所需的電壓幅度，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器 的 轉(zhuǎn)換將模擬電壓值 轉(zhuǎn) 換為相應(yīng)的數(shù)字量，由單片機(jī) AT89C52 進(jìn)行運(yùn)算處理。 至于如何運(yùn)算才能使處理后的結(jié)果對(duì)應(yīng)被測者的真實(shí)的體重，這主要是由 A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率和稱重傳感器的量程所決 定的，結(jié)果的 運(yùn) 算主要由軟件來實(shí)現(xiàn)。 2.2.1 傳感器的 方案論證 傳感器在電子衡器中的核心部件，也是本儀器中性能價(jià)格比的基本決定因素，所以傳感器的選擇具有著重要的意義。測重的傳感器我們可以用壓力傳感器，也可以用稱重傳感器?？紤]到 稱重 傳感器集材料、工藝技術(shù)、加工測試技術(shù)及微電子技術(shù)于一體，技術(shù)含量比較高，屬高科技產(chǎn)品，其幾十年的發(fā)展也使其在原理、材料、電子測量技術(shù)等方面都已趨向成熟， 又 考慮到一般電子衡器大多都 是采 用稱重傳感器，所以體重測量部分中我們也選擇 了 稱重傳感器。 又 考慮到人的體重一般都在 0120Kg 以內(nèi)，再根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，重量誤差應(yīng)控制在 0.15Kg， 又 考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，所以我們 確定 傳感器量程為 150Kg。 最終方案我們 選擇的是上海開沐自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的 NA-TH150 型稱重傳感器，量程 150Kg，允許過載為150%F.S。 它 可以滿足本系統(tǒng)的精度要求 、 量程要求 以及價(jià)格等要求 。 2.2.2 前級(jí) 處理 電路部分方案論證 稱重傳感器存在著橋壓的紋波等一些干擾信號(hào)， 再加上 稱重傳感器輸出的電壓信號(hào)為毫伏級(jí)， 所以我們要對(duì)稱重傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，才能輸入A/D 轉(zhuǎn)換器中 。 前級(jí)處理電路部分， 我們考慮可以采用以下幾種方案： 方案 一 、利用普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成 前級(jí)處理電路 ； 普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級(jí)放大器會(huì)引入大量噪聲。由于 A/D 轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號(hào)就會(huì)直接影響最后的測量精度。所以，此中方案不宜采用。 方案二、 主要 由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動(dòng)放大器 ，而構(gòu)成的前級(jí)智能 型 身高體重儀的研制 4 處理電路 ； 差動(dòng)放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放 (如 OP07)做成一個(gè)差動(dòng)放大器。 其設(shè)計(jì)電路如圖 2-2 所示： 電阻 R1、 R2 電容 C1、 C2、 C3、 C4 用于濾除前級(jí)的噪聲， C1、 C2 為普通小電容，可以濾除高頻干擾， C3、 C4 為大的電解電容，主要用于濾除低頻噪聲。 圖 2-2 普通運(yùn)放所設(shè)計(jì)的差動(dòng)放大器電路 優(yōu)點(diǎn)：輸入級(jí)串入跟隨放大器，增大了輸入阻抗，中間級(jí)為差動(dòng)放大電路，滑動(dòng)變阻器 R6 可以調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)，最后一級(jí)可以用于微調(diào)放大倍數(shù)，使輸出滿足滿量程要求。輸出級(jí)為反向放大器，所以輸出電阻不是很大， 基本上可以 符合應(yīng)用 的 要求。 缺點(diǎn)：此電路要求 R3、 R4 相等，誤差將會(huì)影響輸出精度，難度較大。實(shí)際測量，每一級(jí)運(yùn)放都會(huì)引入較大噪聲。對(duì)精度影響較大。 方案 三 ：采用專用儀表放大器，如： INA126， INA121 等 構(gòu)成前級(jí)處理電路 。 此類芯片內(nèi)部采用差動(dòng)輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單。 以 INA126 為例 ,其 接口 電路 如 圖 2-3 所示： 圖 2-3 INA126 接口電路 智能 型 身高體重儀的研制 5 放大器增益GRKG 805 ，通過改變 GR 的大小來改變放大器的增益。 基于以上分析，我們決定采用 由 制作方便而且精度很好的專用儀表放大器INA126 來完成前級(jí)處理電路的設(shè)計(jì) 。 2.2.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路部分方 案論證 考慮到對(duì)體重的測量，精度要求不是很苛刻，而 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器誤差應(yīng)在精度范圍之內(nèi)。 10 位 A/D 精度： 150Kg/1024=0.146Kg，這樣的精度可以滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的要求 ,所以我們選擇 10 位或者精度更高的 A/D。 我們考慮用以下方案： 方案一、逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，如： ADS7805、 ADS7804 等。 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換 ，一般具有采樣 /保持功能。采樣頻率高， 功耗比較低，是理想的高速、高精度、省電型 A/D 轉(zhuǎn)換器件。 高精度逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換 器一般都帶有內(nèi)部基準(zhǔn)源和內(nèi)部時(shí)鐘，基于AT89C52 構(gòu)成 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)僅需要外接幾個(gè)電阻、電容。 但考慮到所轉(zhuǎn)換的信號(hào)為一慢變信號(hào)，逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器的快速的優(yōu)點(diǎn)不能很好的發(fā)揮，且根據(jù)系統(tǒng)的要求， 10 位 AD 足以滿足精度要求，太高的精度就反而浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。所以此方案并不是理想的選擇。 方案二、雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器：如： ICL7135、 ICL7109、 ICL1549 等。 雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器精度高，但速度較慢 (如： ICL7135),具有精確的差分輸入，輸入阻抗高（大于 M310 ），可自動(dòng)調(diào)零，超量程信號(hào)，全部輸出于 TTL電平兼 容。 雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器具有很強(qiáng)的抗干擾能力。對(duì)正負(fù)對(duì)稱的工頻干擾信號(hào)積分為零，所以對(duì) 50Hz 的工頻干擾抑制能力較強(qiáng)，對(duì)高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已有良好的濾波作用。只要干擾電壓的平均值為零，對(duì)輸出就不產(chǎn)生影響。尤其對(duì)本系統(tǒng)，緩慢變化的壓力信號(hào)，很容易受到工頻信號(hào)的影響。故而采用雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器可大大降低對(duì)濾波電路的要求。 作為測量體重的儀器，系統(tǒng)對(duì) A/D 的轉(zhuǎn)換速度要求并不高，精度上 10 位的AD 足以滿足要求。另外雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器 具有 較強(qiáng)的抗干擾能力 、 精確的差分輸入 以及 低廉的價(jià)格 等優(yōu)點(diǎn) 。同時(shí)我們 又 考慮到串行輸入 /輸出的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片具有接線簡單，功耗低，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們智能 型 身高體重儀的研制 6 最終選擇了 ICL1549。 2.3 身高測量部分 方案論證 身高測量 有我們可以采用以下的方案： 方案一、利用標(biāo)尺和刻度來測量身高 ； 這個(gè)方案與我們所設(shè)計(jì)的智能化儀器 原則 相違背，所以我們 舍棄 此方案。 方案二、采用電子儀器控制測高平桿接觸人體來自動(dòng)完成身高的測量 ； 此方案中 身高的 測量是用 測高平桿 自動(dòng) 帶動(dòng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，碼盤孔用光電讀取頭把測高脈沖傳給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到 被測者的 身高值 。這種方案測量速度慢，而且直接 導(dǎo)致測量儀器設(shè)計(jì)復(fù)雜，體積龐大，也體現(xiàn)不出我們所說的智能化，所以我們 也 不采用本方案。 方案三、采用超聲波傳感器或光柵傳感器等來完成無接觸的身高測量。 身高測量中是體現(xiàn)我們智能儀器的一個(gè) 重要的 方面，所以 在方案的選擇上我們 應(yīng) 舍 棄一些 傳統(tǒng)的方 案； 又由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離遠(yuǎn)，經(jīng)常用于距離的測量 ；再加上 利用超聲波檢測距離，設(shè)計(jì)比較方便， 測量速度快， 計(jì)算處理出比較簡單，并且在測量精度方面 也 能達(dá)到日常使用的要求 ； 所以我們本設(shè)計(jì)中采用超聲波 傳感器 來進(jìn)行身高的測量。 2.4 時(shí)鐘日歷部分 方案論 證 時(shí)鐘日歷部分我們可采用以下兩種方案： 方案一、采用并行接口的時(shí)鐘日歷芯片 ； 并行芯片我們常 用的是 DS12C877，它解決了 K2K 問題，內(nèi)部還具有 114 個(gè)RAM 可供系統(tǒng)在掉電后存儲(chǔ)系數(shù)等數(shù)據(jù)；它的連接是與 RAM 使用同一個(gè)插座，需要 8 根數(shù)據(jù)地址線。 方案二、采用串行接口的時(shí)鐘日歷芯片。 串行芯片我們常用的是 DS1302，它計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、年、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行補(bǔ)償。它有自己的振蕩電路，它只需要 3 根數(shù)據(jù)線和單片機(jī)通訊，接線簡單方便，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還有對(duì)后備電源自動(dòng)充電功能，在掉電時(shí)，可以 繼續(xù)計(jì)時(shí)。 考慮到本設(shè)計(jì)中對(duì)時(shí)鐘日歷部分不是必要的部分，只是作為功能擴(kuò)展部分，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選擇性比較大， 但是考慮到價(jià)格和接線等因素， 在本設(shè)計(jì)中我智能 型 身高體重儀的研制 7 們選用了 本 方案中 的 這種 高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 芯片 DS1302。 2.5 數(shù)據(jù)顯示部分 方案論證 數(shù)據(jù)顯示部分我們可以采用以下的方案： 方案一、采用 LCD 液晶顯示 ； 方案二、采用 LED 數(shù)碼管顯示。 考慮到本設(shè)計(jì)中的需要顯示的數(shù)據(jù)分為兩部分，初始 時(shí) 為日歷和時(shí)鐘部分，待 測量結(jié)束后，顯示為身高和體重的值，這兩個(gè)部分都 只是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而且都 只需 要 8 位 （ 月、日 、時(shí)、分各 2 位； 身高 4 位，體重 4 位） 就可以滿足要求， 考慮到 LCD 比 LED 的價(jià)格 工作電壓等因素 ， 再加上 在本設(shè)計(jì)中我們對(duì)顯示 部分 沒有太 高的要求 ， 所以本設(shè)計(jì)中的顯示部分采用 方案二即用 普通的 8 位共陰極 7 段數(shù)字型 LED，分時(shí)顯示。 在 共陰極 7 段 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng) 問題上， 我們選擇 了 MAX7219， MAX7219 是集成的串行輸入 /輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，這種接口微處理可驅(qū)動(dòng) 8 位 7 段數(shù)字型LED 或條形圖顯示器或 64 只獨(dú)立 LED。 MAX7219 內(nèi)置有 BCD 譯碼器、 亮度控制寄存器、 多路掃描電路、段及數(shù)字驅(qū)動(dòng)器和用于存儲(chǔ)每一位的 8 8 靜 態(tài) RAM，對(duì)所有的 8 個(gè) LED 來說，只需要外接一個(gè)電阻 就 能控制段電流 的大小 。 2.6 語音播放部分 方案論證 語音 播放 部分 可以采用以下方案： 方案一、采用只能播放語音的芯片 ； 這種芯片為放音芯片，它的數(shù)據(jù) 大多 放在單片機(jī)的內(nèi)存單 元中，使用起來相當(dāng) 不便，而且增加了軟件設(shè)計(jì)時(shí)的復(fù)雜程度，同時(shí)用這種芯片 修改起來也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜， 所以我們不用此方案。 方案二、采用語音錄放芯片。 例如 ISD1400 系列單片機(jī)語音錄放芯片，這種芯片大多由時(shí)鐘振蕩器、內(nèi)部存儲(chǔ)器、微音放大器、自動(dòng)增益控制電路、 抗 干擾濾波器、差動(dòng)功率放大器等 高品質(zhì)語音錄放電路所構(gòu)成。 考慮到本部分只 用于給用戶提供一些操作提示 和報(bào)告測量結(jié)果 。根據(jù)系統(tǒng)的要求，我們采用美國信息存貯器件公司 ISD1400 系列中的 ISD1420，它采用在E2PROM 中直接模擬量存貯技術(shù)（ DAS），省去數(shù)字存貯器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及備用 電智能 型 身高體重儀的研制 8 電源等外圍電路，具有低功耗、零功率存貯信息、無需編輯開發(fā)機(jī)、高保真語音錄放等特點(diǎn)。 2.7 打印控制部分 方案論證 打印機(jī)可供我們選擇的方案有以下幾種： 方案一、采用高檔型的打印機(jī)； 這種打印機(jī)功能齊全，打印速度快，但體積較大，價(jià)格昂貴，又考慮到在本設(shè)計(jì)中我們對(duì) 打印的功能無如此高的要求，所以我們不用此方案。 方案二、采用微型的針式打印機(jī)。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求和 系統(tǒng)的功能要求， 又考慮到 我們打印的只是一般的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和一般的字符，所以點(diǎn)陣式打印機(jī)就可以滿足我們的要求；再加上價(jià)格 體積等方面的因素，我們決定采用 本方案， 微型打印機(jī) 型號(hào)我們選擇的是 TPP-40A。 2.8 擴(kuò)展 I/O 部分 方案論證 由于本系統(tǒng)外圍器件較多，要想滿足 本設(shè)計(jì)的要求， AT89C52 本身的 I/O 口是 不 夠用的 ， 所以 我們要 對(duì)其 進(jìn)行擴(kuò)展。 擴(kuò)展的方案有以下幾種： 方案一、采用 Intel 公司的 8255（ 3 8 位） 進(jìn)行擴(kuò)展。 方案二、采用 Intel 公司的 8155(2 8 位 6 位 )進(jìn)行擴(kuò)展。 方案三、采用 Intel 公司的 8243(4 4 位 )進(jìn)行擴(kuò)展。 方案四、采用 Silos 公司的 PIO(2 8 位 )進(jìn)行擴(kuò)展 等。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及考慮到各因素，我們通過單片機(jī)的 P0 口和 8255 進(jìn)行了擴(kuò)展 ， 擴(kuò)展后 8255 的接口 ： PA 口和 PC 口 用來控制打印機(jī) ， PB 口用 控制 語音處理 電路 。 2.9 電路電源部分 本設(shè)計(jì)中除了 超聲波發(fā)射電路中的 555 定時(shí)器需要 +12V 電源 外，其他的芯片 大 都是用 +5V 電源供電，所以我們?cè)谙到y(tǒng)中需要提供 +12V 和 +5V 的電源 。在本設(shè)計(jì)中電源部分可以由兩個(gè)方案來實(shí)現(xiàn)： 方案一、直接用 直流 穩(wěn)壓器輸出 +12V 和 +5V 直流電壓； 方案二、通用的 220V 交流電壓通過變壓器變壓 并 整流后輸出 +15V， 并接至 LM7812 和 LM7805 的輸入端 Vin。 考慮到價(jià)格等各種因素，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中我們 采 用方案 二 。 智能 型 身高體重儀的研制 9 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 智能 型 身高體重儀的硬件設(shè)計(jì)概述 本設(shè)計(jì)要求系統(tǒng) 完成 ：在開機(jī)后， 無人測量 時(shí) ，儀器顯示日期和時(shí)間，日期和時(shí)間數(shù)據(jù)由時(shí)鐘芯片 DS1302 提供， 數(shù)據(jù) 用 MAX7219 驅(qū)動(dòng)的 8 位 7 段 LED 顯示；有人測量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng) 啟動(dòng) 測量 電路。測量 過程中 ， 由 控制器發(fā)出控制命令，啟動(dòng)身高測量電路和體重測量電路；測量結(jié)束后，數(shù)據(jù)送入控制器 AT89C52，再由控制器 AT89C52 把 結(jié)果 送入顯示緩沖區(qū)，并刷新顯示部分，顯示身高和體重值， 此時(shí) 8 位 LED 不再 顯示日期和時(shí)間 ，而是用來 顯示 測量結(jié)果 ；同時(shí)由控制器 AT89C52 通過擴(kuò)展芯片 8255 送出數(shù)據(jù)命令來控制語音芯片 ISD1420，報(bào)告出身高體重值，并報(bào)告 所計(jì)算 出被測者體型情況；最后再由控制器 AT89C52 通過 8255 送出數(shù)據(jù) /命令來對(duì)打印機(jī) TPP-40A 進(jìn)行控制，打印出 測量結(jié)果 。 本 設(shè)計(jì)的 控制 核心 即 控制器部分 我們 采用的是 ATMEL公司生產(chǎn)的 89系列單片機(jī) 中的 AT89C52，所有的控制命令和數(shù)據(jù)處理都由它來 完成 。 測量身高部分通過超聲波傳感器發(fā)射 電路 和 超聲波 接收 電路完成 ， 并 用AT89C52 中的定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)算出所用的時(shí)間，然后再根據(jù) DS18B20 測出的溫度， 對(duì)聲速進(jìn)行補(bǔ)償，然后由時(shí)間乘以聲速即可計(jì)算出超聲波探頭與被測者頭部的距離；由于超聲波傳感器的探頭離被測者腳底的距離是固定和已知的，所以兩個(gè)距離的差即為被測者的身高。 測量體重部分通過稱重傳感器輸出的毫伏信號(hào)，經(jīng)過前向通道中的放大濾波，輸 出到 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL1549 的輸入端，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后，數(shù) 據(jù) 直接輸出到控制器 AT89C52，由單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算處理計(jì)算出結(jié)果 。 顯示、語音和打印部分，在設(shè)計(jì)中比較的具體化，在此我們不于敘述，我們將在本章的后面幾節(jié)中給予詳細(xì)說明。 3.2 控制單元設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)的核心即控制單元的設(shè)計(jì)只有一個(gè) AT89C52 單片機(jī)， 又因?yàn)檫@種單片機(jī)在我們的 日常 生活和學(xué)習(xí) 工作 中比較常用 ,所以我們?cè)?此 就不 再 單單對(duì)此單片機(jī)進(jìn)行 性能的 介紹 。 AT89C52 各管腳的分配和應(yīng)用可參考附錄 2：智能 型 身高體重儀的 總 電路圖。 智能 型 身高體重儀的研制 10 3.3 測量 身高電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中測量身高電路主要是 通過 超聲波測距電路實(shí)現(xiàn) 的 。超聲波測距電路 主要包括：溫度檢測電路 、 超聲波發(fā)射及控制電路 、 超聲波接收電路 、 信息處理電路及其輔助電路組成。 為 降低調(diào)試的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)安裝的靈活性 ，超聲波發(fā)射與接收采用分離設(shè)計(jì)，即單獨(dú)采用發(fā)射器和接收器，而不是采用發(fā)射接收一體化器件。測高電路系統(tǒng)電源以 +12V 和 +5V 為主電源， 它 通過 本設(shè)計(jì)中的 電源 電路實(shí)現(xiàn)，在此我們不予詳述 。 超聲波測距電路原理概述：所謂超聲波是指高于 2000Hz 的機(jī)械波，具有強(qiáng)度大、方向性好等特性。超聲波一般采用壓電效應(yīng)或磁 致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生。利用超聲波測量距離的原理可簡單闡述為：超聲波定期發(fā)送超聲波，遭遇到障礙物時(shí)發(fā)生反射，發(fā)射波經(jīng)由接 收 器接收并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這樣只要測出發(fā)送和發(fā)射的時(shí)間差 t，然后按式 ： S=C* t/2 （ 3-1） 計(jì)算 出距離，式中， C 為超聲波在空氣中的傳播速度， 0時(shí)為 331m/s， 25時(shí)為 347m/s，其與環(huán)境溫度 T（）的關(guān)系如下式表示： C=331.4+0.61*T （ 3-2） 由此可見，聲速與溫度 有密切關(guān)系。在應(yīng)用中，如果溫度變化不大，并且無特殊精度要求，可認(rèn)為聲速在空氣中是基本不變的。否則，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償通常有兩種方法： 補(bǔ)償方法 1：每次先按照公式 3-2 計(jì)算當(dāng)時(shí)聲速，然后再按照公式 3-1 計(jì)算距離。特點(diǎn)是：根據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度得到精確聲速，從而計(jì)算得到的距離值比較精確；但程序中牽涉到浮點(diǎn)計(jì)算，對(duì)于微處理器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，難度相對(duì)較大。 但經(jīng)多次測試，用此方法最大誤差一般不超過 1cm，其精度可以滿足本設(shè)計(jì)中的要求。 補(bǔ)償方法 2：根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境溫度，查取特征溫度值 聲速表中最接近溫度對(duì)應(yīng)的聲速值，作為當(dāng) 前聲速，然后按照公式 3-1 進(jìn)行距離計(jì)算。其特點(diǎn)是：避免了復(fù)雜的聲速計(jì)算， 而且 可 事先 計(jì)算， 得到溫度 聲速二維表，將之固化到系統(tǒng)程序中，然后直接使用查表法得到聲速值，程序?qū)崿F(xiàn)比較簡單， 但其所 得精度沒有方法 1 高。 另外，由于超聲波測距電路利用 的是 接收發(fā)射 分離設(shè)計(jì) 來進(jìn)行距離的計(jì)算，智能 型 身高體重儀的研制 11 T R IG2O U T34CVOLT5T H O L D6D IS C H G781R E S E TV C CG N DU55 5 5R91KR85KC 1 30 . 1 u F超聲波傳感器 1發(fā)射端C 1 03 3 0 0 p F+ 1 2S T A R T因而不可避免地存在發(fā)射與反射之間的夾角，其大小為 2。當(dāng)較小時(shí)，可直接按式 3-1 進(jìn)行計(jì)算得到距離；當(dāng)較大時(shí)，則必須進(jìn)行距離修正，修正公式為式 3-3： S=COS *C*t /2 （ 3-3） 在公式 3-3 中，傾角與超聲波裝置和接收裝置的安裝位置有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，就 應(yīng)該 注意 到 適當(dāng) 安裝。 在本設(shè)計(jì)中，我們會(huì)努力使 盡可能的小。 3.3.1 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射器包括超聲波產(chǎn)生電 路和超聲波發(fā)射控制電路兩個(gè)部分，超聲波探頭（又稱“超聲波換能器” ）的型號(hào) 我們 選用 的是 CSB40T?？刹捎密浖l(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。 前者利用軟件產(chǎn)生 40KHz 的超聲波信號(hào)，通過輸出引腳輸入至驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波。這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟件，靈 活性好，得需要設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流為 100mA 以上的驅(qū)動(dòng)電路。 后者是利用超聲波專用發(fā)生電路或通用發(fā)生電路產(chǎn)生超聲波信號(hào)，并直接驅(qū)動(dòng)換能器產(chǎn)生超聲波信號(hào)。這種方法的特點(diǎn)是無需驅(qū)動(dòng)電路，但缺乏靈活性。本測距儀采用的是 硬 件發(fā)生法。具體電路如圖 3-1 所示： 圖 3-1 超聲波發(fā)射電路 從圖 3-1 可知， 40KHz 的超聲波信號(hào)是利用 555 時(shí)基電路振蕩產(chǎn)生的?；袷庮l率計(jì)算公式如下： f1.4 (R9+2*R8)*C10) 將 R8 設(shè)計(jì)可調(diào)電阻的目的是為調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，使之與 超聲波探頭 的 40KHz固 有頻率一致。為保證 555 時(shí)基具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，宜采用 +12V 電源。 START為超聲波發(fā)射控制信號(hào)，由微處理器進(jìn)行控制。 3.3.2 超聲波接收電路的設(shè)計(jì) 超聲波接收器包括超聲波接收探頭、信號(hào)放大電路及波形變換電路三部分。超聲波探頭必須采用與發(fā)射探頭對(duì)應(yīng)的型號(hào)，主要是頻率要一致，這里 我們選智能 型 身高體重儀的研制 12 用 CSB40R，否則因無法產(chǎn)生共振而影響接收效果、甚至無法接收。由于經(jīng)探頭變換后的正弦波電信號(hào)非常弱，因此必須經(jīng)放大電路放大。正弦波信號(hào)不能直接被微處理器接收，因此必須進(jìn)行波形變換。按照概述部分所討論的原 理 ，微處理器需要 的只是第一個(gè)回波的時(shí)刻，因此可采用比較電路將正弦波轉(zhuǎn)換為脈沖方波，由軟件查詢得到第一個(gè)回波前沿時(shí)刻。接收電路的設(shè)計(jì)可采用專用接收電路，例如 LM1808，也可以采用通用電路來實(shí)現(xiàn)。 超聲波在空氣中傳播時(shí)，其能量的衰減程度與距離成正比，即距離越近，信號(hào)越強(qiáng)；距離越遠(yuǎn)，信號(hào)越弱，通常在 1mV 1V 之間。當(dāng)然，不同的接收探頭的輸出信號(hào)強(qiáng)度存在差異。由于輸入信號(hào)的范圍較大，對(duì)放大電路的增益提出了兩個(gè)要求： 1）放大增益要大，以適應(yīng)小信號(hào)時(shí)的需要； 2）放大增益要能變化，以適應(yīng)信號(hào)變化范圍大的需要。 另外，由于輸入信號(hào) 為正弦波，因此必須將放大電路設(shè)計(jì)成交流放大電路。為減少負(fù)電源的使用，放大電路采用單電源供電，信號(hào)放大和變換采用了一片LM324 通用放大器，前三級(jí)為放大器設(shè)計(jì)，后一級(jí)為比較器設(shè)計(jì)。 LM324 既可以雙電源供電，也可以單電源工作，因此能滿足使用要求。也可以選用其他放大運(yùn)算器，但必須注意其能否單電源工作，因?yàn)椴皇撬羞\(yùn)算放大器都能單電源使用的。為滿足交流信號(hào)的需要，每一級(jí)放大器均采用阻容電路進(jìn)行電平偏移，即圖 3-2 所示： 超聲波傳感器 1接收端C50 . 1 u FR 1 4 1 0 KR 1 81 0 0 KR 2 3 1 0 0 KR 1 0 1 0 0 KV C CC6 0 . 1 u FR 1 61 0 KR 1 91 0 0 KR 2 01 0 0 KV C CR 1 1 1 0 0 KC7 0 . 1 u FR 1 7 1 0 KR 2 11 0 0 KR 2 21 0 0 KV C CR 1 2 1 0 0 KC8 0 . 1 u FR 2 4 1 0 0 KR 2 51 0 0 KV C CR 1 55KV C C2314111U 4 AL M3 2 4 A J4115672U 4 BL M3 2 4 A J41181093U 4 CL M3 2 4 A J4111412134U 4 DL M3 2 4H I G HC91 0 u F C 1 01 0 u FC 1 11 0 u FC 1 21 0 u F圖 3-2 超聲波接收電路 圖中 C9、 C10、 C11 和 C12，容量均為 10F，實(shí)現(xiàn)單電源 條件下交流信號(hào)的放大。對(duì)于交流信號(hào)而言，電容為短路，因此前三級(jí)放大電路的放大增益均為10。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，距離較近時(shí)，兩級(jí)放大時(shí)的增益已能輸出足夠強(qiáng)度的信號(hào)了， 第 三級(jí)有可能出現(xiàn)信號(hào)飽和，但距離較遠(yuǎn)時(shí)，兩級(jí)放大不能滿足，必須采智能 型 身高體重儀的研制 13 R35KV C C3DQ2G N D1D S 1 8 B 2 0V C CP 1 . 7用三級(jí)放大。為提高自適應(yīng)能力，可在上圖的基礎(chǔ)上，增設(shè)增益選擇電路。由軟件自動(dòng)完成增益切換，切換的原理是先進(jìn)行大增益搜索回波，一旦發(fā)現(xiàn)回波，但后續(xù)無回波的情況，說明增益過大，必須減少一級(jí)增益。當(dāng)然，軟件設(shè)計(jì)的難度會(huì)大大增加，而且這種軟件自適應(yīng)增益法只能適用于靜態(tài)測量，在動(dòng)態(tài)測量條件下，會(huì)導(dǎo)致 距離測量誤差增大。其原因是第一回波不可能作為距離依據(jù)，采用的可能是第二回波或第三回波的前沿信號(hào)，存在時(shí)差問題。在本設(shè)計(jì)中由于所測的距離較近，所以為了避免信號(hào)的飽和，我們只用了兩級(jí)放大。 合理調(diào)節(jié)電位器 R24，選擇比較基準(zhǔn)電壓，可使測量更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定。實(shí)踐證明，比較參考電壓的選取非常關(guān)鍵，它與測量靈敏度、系統(tǒng)魯棒性都有關(guān)聯(lián)。選 小 時(shí) 可提高測量靈敏度，便魯棒性下降，容易出現(xiàn)虛假回波被捕捉的情況，選大 時(shí) 則情況相反。顯然，按照上圖的設(shè)計(jì)，當(dāng)沒有回波信號(hào)或回波信號(hào)很弱（即超出測量范圍）時(shí)，比較器輸出 HIGH 為高電平，反 之。為低電平。 3.3.3 基于 DS18B20 的溫度檢測電路 的設(shè)計(jì) 溫度測量電路是基于 DS18B20 的線式數(shù)字溫度傳感器，電路非常簡潔，具體電路如圖 3-3 所示： (1)DS18B20 的功能介紹 DS18B20 溫度傳感器是美國 DSLLAS 半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比。它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 DS18B20 的引腳判斷方法為：字面對(duì)人，從左到右分別是 1（ GND）、 2（輸入 /輸出）、 3（ VDD）。 圖 3-3 溫度測量電路 在圖中，電阻 R3 為上拉電阻，阻值 可選為 5K左右。 表 3-1 DS18B20 分辨率的定義規(guī)定 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大值轉(zhuǎn)換時(shí)間 /ms 0 0 9 93.75 0 1 10 187.5 1 0 11 375 1 1 12 750 智能 型 身高體重儀的研制 14 DS18B20 分辨率的定義規(guī)定如表 3-1 所示。 由表 3-1 可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長，而且分辨率越高，溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 所需要的 時(shí)間就越長。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。 (2)DS18B20 的工作原理 DS18B20 的測溫原理如圖 3-4 所示： 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)算器 1；圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20就對(duì)溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計(jì)數(shù)門的開啟由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1、溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 圖 3-4 DS18B20 測溫原理圖 減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振來產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行送行計(jì)數(shù)，當(dāng) 減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值將重新被裝入 ,減法計(jì)數(shù)器 1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) ,如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí) ,停止溫度寄存器值的累加 ,此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測得溫度值。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā) ROM 功能命令發(fā)存儲(chǔ)器操作命令處理數(shù)據(jù)。 斜率累加器 預(yù)置 低溫度系數(shù)振蕩器 減法計(jì)數(shù)器 1 減到 0 計(jì)數(shù)比較器 預(yù)置 溫度寄存器 高溫度系數(shù)振蕩器 減法計(jì)數(shù)器 2 減到 0 智能 型 身高體重儀的研制 15 (3) 溫度數(shù)據(jù)的計(jì)算處理方法 從 DS18B20 讀取出的二進(jìn)制必須先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，才能 便于對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償 。因?yàn)閺?DS18B20 精度為 912 位可選的，為了提高精度 12 位。在 12 位精度時(shí)，溫度寄存器里的值是以 0.0625 為步進(jìn)的，即溫度值為溫度寄存器里的二進(jìn)制值乘以 0.0625，就是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)十進(jìn)制和二進(jìn)制值之間有很明顯的關(guān)系，就是把二進(jìn)制的高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)組成一個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制值化為十進(jìn)制值后，就是溫度的百、十、個(gè)位值，而剩下的低字節(jié)的低半字節(jié)化成十進(jìn)制值后，就是溫度的小數(shù)部分。小數(shù) 部分因數(shù)是半個(gè)字節(jié)，所以二進(jìn)制值范圍是 0F，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)值就是 0.0625 的倍數(shù)（ 015 倍）。實(shí)際應(yīng)用不必 要求 有這么高的精度， 本系統(tǒng)中 ， 精確到 0.1 ，就能達(dá)到我們使用所需的精度 。 3.4 測量體重電路設(shè)計(jì) 測量體重電路主要由稱重傳感器、前級(jí) 處理 電路和 A/D 轉(zhuǎn)換電路組成。 被測量者站在測量 臺(tái)上 時(shí)， 通過 稱重傳感器作用輸出毫伏級(jí)電壓信號(hào)，因?yàn)?A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入一般 要求 為伏級(jí)電壓信號(hào)，所以由稱重傳感器直接輸出的信號(hào)需要經(jīng)過處理后，才能輸入進(jìn) A/D 轉(zhuǎn)換器。前級(jí)處理電路主要是對(duì)稱重傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波和 放大，使之能夠符合 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入要求。 A/D 轉(zhuǎn)換器主要是對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使輸出為數(shù)字信號(hào)，以使 單片機(jī) 可以直接的對(duì)測量的信號(hào)進(jìn)行處理。 其 測量 電路如圖 3-5 所示： 圖 3-5 測量體重的設(shè)計(jì)電路 3.4.1 稱重傳感器 （ 1） 稱重傳感器的技術(shù)指標(biāo) NS-TH150 稱重傳感器由組合式 S 型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計(jì)構(gòu)成，具有Rg1I N +2I N -3V-4Rg8V+7Uo6R E F5I N A 1 2 6C 1 01 0 0 u FC 1 11 0 0 u FC92 2 0 FC 1 22 2 0 FR4 7 5 0R3 7 5 0C8 0 . 1 u FR g 1 3 2 5V C CV+0V - -1V o 12V o 23N S - T H 1 5 0稱重傳感器V+V - -V C C8C L O C K7DI6/ C S5R E F +1A I N2R E F -3G N D4I C L 1 5 4 9P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3智能 型 身高體重儀的研制 16 過載保護(hù)裝置。測量精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動(dòng) 、靜態(tài)測量及各種電子稱的一次儀表。其形狀如圖 3-6 示 : 技術(shù)參數(shù) -單位 -技術(shù)指標(biāo) : a) 額定載荷 (kg):150 b) 額定輸出 (mV/V): 1.5 c) 非線性 (%F.S): 0.03 d) 滯后 (%F.S): 0.03 e) 重復(fù)性 (%F.S): 0.03 圖 3-6 稱重傳感器的形狀 f) 零點(diǎn)輸出 (%F.S): 50 嗎？ MOV R5, #20H LCALL COMPARE JC GETSPEED_1 ;40 嗎？ JC GETSPEED_2 ;30 嗎？ MOV R5, #0E0H LCALL COMPARE JC GETSPEED_3 JB FUHAO, GETSPEED_21 ;溫度為負(fù)時(shí) ,跳轉(zhuǎn) MOV SPEED, #44H ;溫度為正 ,則聲速為 349 MOV SPEED2, #2AH RET GETSPEED_21: MOV SPEED , #3DH ;溫度為負(fù)時(shí) ,則聲速為 313 MOV SPEED2, #22H RET GETSPEED_3: MOV R4, #01H 智能 型 身高體重儀的研制 53 MOV R5, #40H LCALL COMPARE ;20 嗎？ JC GETSPEED_4 JB FUHAO, GETSPEED_31; 溫度為負(fù)時(shí) ,跳轉(zhuǎn) MOV SPEED, #43H ;溫度為正 ,則聲速為 344 MOV SPEED2, #30H RET GETSPEED_31: MOV SPEED, #3EH MOV SPEED2, #4EH ;溫度為負(fù) , 則聲速為 319 RET GETSPEED_4: MOV R4, #00H MOV R5, #0A0H LCALL COMPARE ;10 嗎？ JC GETSPEED_5 JB FUHAO, GETSPEED_41 ; 溫度為負(fù)時(shí) ,跳轉(zhuǎn) MOV SPEED, #42H ;溫度為正 ,則聲速為 338 MOV SPEED2, #04H RET GETSPEED_41: MOV SPEED, #3FH ;溫度為負(fù) ,則聲速為 325（十六進(jìn)制數(shù)） MOV SPEED2, #7AH RET GETSPEED_5: MOV SPEED, #40H ;溫度為 0,則聲速為 332（這里是十六進(jìn)制） MOV SPEED2, #0D8H RET ;* ;兩個(gè)數(shù)據(jù)（ 2 字節(jié)）大小比較子程序 ;* COMPARE: CLR C MOV A, TEMP2 SUBB A, #80H JC COMPARE_0 SETB FUAHO ;為負(fù)時(shí) ,置符號(hào)標(biāo)志 COMPARE_0: MOV A, R3 MOV B, R5 SUBB A, B MOV A, R2 MOV B, R4 SUBB A, B RET 智能 型 身高體重儀的研制 54 ;* ;超聲波接收中斷 ;* INT0: PUSH ACC PUSH PSW CLR TR0 ;關(guān)閉定時(shí)器 T0 CLR EA ;關(guān)中斷 CLR VIC ;置接收成功標(biāo)志 MOV R0, TL0 MOV R1, TH0 MOV TL0, #7EH ;定時(shí)常數(shù)重新裝入 T0 MOV TH0, #0C9H MOV A, R0 SUBB A, #0C9H MOV R0, A MOV A, R1 SUBB A, #7EH MOV R1, A MOV HIGHTIME, R0 MOV HIGHTIME2, R1 MOV R0, 02H MOV R1, 6DH ;把超聲波傳感器離地的距離反射所需時(shí)間送入寄存器 MOV A, R0 SUBB A, HIGHTIME MOV R0, A MOV A, R1 SUBB A, HIGHTIME2 MOV R1, A MOV HIGHTIME, R0 MOV HIGHTIME2, R1 ;所得就是人的身高在空氣中反射所需的時(shí)間 POP PSW POP ACC RETI ;* ;計(jì)算得到身高值 (=算出的計(jì)數(shù)值 *溫度補(bǔ)償后的聲速在本公式中的值 /1000 cm) ;* HIGH_GET: PUSH ACC PUSH PSW PUSH B MOV PSW, #18H MOV R2, # HIGHTIME MOV R3, # HIGHTIME2 MOV R1, #SPEED2 智能 型 身高體重儀的研制 55 MOV R0, #SPEED LCALL MUL2BYTE2 MOV R3, #27H MOV R2, #10H ;10000 的十六進(jìn)制 LCALL DIV4BYTE2 MOV DISPBUF2, R4 MOV A, DISPBUF2 JNZ DIS1 MOV DISPBUF2, #0AH ;最高位為 0 時(shí) ,不顯示 DIS1: MOV A, R0 MOV R0, A MOV A, R1 MOV R5, A MOV R3, #08H MOV R2, #3EH LCALL DIV4BYTE2 MOV DISPBUF22, R4 MOV A, DISPBUF22 JNZ DIS2 MOV DISPBUF22, #0AH ;第二位為 0 時(shí) ,也不顯示 DIS2: MOV A, R0 MOV R0, A MOV A, R1 MOV R5, A MOV R3, #00H MOV R2, #64H LCALL DIV4BYTE2 MOV DISPBUF23, R4 MOV A