本科生毕业论文(设计)题目：智能人体电子称学生姓名：向康义学号： 20100101001专业班级：电信10102班指导教师：龚伟完成时间： 2014年5月目录摘要 (1)引言 (1)1 绪论 (2)1.1选题背景和意义 (2)2 电子秤的原理及理论 (2)2.1电子秤系统的组成 (2)2.2电子秤的基本结构 (3)2.3电子秤的工作原理和性能 (3)3 系统方案论证及选型 (4)3.1 系统设计设计总方案 (4)3.2 单片机概述 (5)3.2.1单片机方案及选型 (7)3.3 传感器选择 (7)3.4 A/D转换器选择 (7)4 系统硬件电路设计 (8)4.1 AT89C51概述 (8)4.1.1 主要特性 (8)4.1.2 管脚说明 (9)4.2 LCD1602显示模块设计 (9)4.2.1 LCD1602显示原理 (10)4.2.2 管脚说明及原理图 (10)4.3 键盘输入电路设计 (11)5 系统仿真及调试 (11)6 结论 (13)7 参考文献 (14)8 答谢 (15)9 附录 (19)智能人体电子称设计电子信息科学与技术专业学生：向康义指导老师：龚伟摘要：本设计以单片机AT89C51作为主控系统；通过对设计方案的比较，介绍了基本单元电路，它包括AT89C51，重力传感器，前端处理模块，LCD1602液晶显示模块和键盘输入等部分；分析了整体的设计思路及工作原理；采用KEIL开发环境，通过Proteus软件仿真及调试了整体系统；实现了显示人体体重，通过人机交互输入身高，显示肥胖程度，以及超重报警功能；最后仿真的结果显示，本设计实现了所有的预期设计的功能。
关键词：A T89C51，L C D1602，称重传感器，仿真Intelligen t human electronic scale Electronics and Information Science and Technology Candidate: Xiang K a n g y i A d v i s o r:W e i G o n g Abstract: This design by single-chip microcomputer AT89C51 as the main control system; By comparing the design scheme, this paper introduces the basic single circuit, it consists of A T89C51, gravity sensor, the front-end processing module, LCD1602 LCD module and keyboard input, etc; Analyzed the overall design ideas and working principle; Using KEIL development environment, through the Proteus software simulation and debugging the whole system; To realize the human body weight, height, by the man-machine interactive input show obesity, as well as the overweight alarm function; Finally the simulation results show that this design implements all the function of t h e e x p e c t e d d e s i g n. K e y w o r d s:AT89C51,L C D1602,w e i g h i n g s e n s o r,t h e s i m u l a t i o n1绪论本设计主要是通过单片机为控制核心的智能人体电子称的设计与制作，核心是单片机及其最小系统，AT89C51作为主控系统，重力传感器、LCD1602液晶显示、按键电路以及复位电路等为一体。
设计电子称的方式多种多样，编程语言也有很多，本设计用我们所熟悉的C语言进行编程，能达到通俗易懂一目了然的效果。
而仿真软件也有很多种类，其中proteus软件是英国Labcenter electronics 公司出版的EDA工具软件。
proteus软件是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，实现了从概念到产品的完整设计，也是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB软件设计和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，受到国内学者的青睐，故本设计将采用proteus 软件仿真。
1.1选题背景和意义称重技术自古以来被人们重视,作为一种测量方法,广泛应用于工业和农业、科研、交通、内外贸易等领域,与人们的生活紧密相连。
电子秤是电子衡器、衡器是国家法定计量器具,是国民经济和民生,国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备。
衡器产品技术水平的高低,将直接影响到现代化水平和各行各业的提高社会的经济效益。
称重装置不仅是提供单体设备的重量数据,以及工业控制系统和业务管理系统的一个组成部分,促进了工业生产的自动化和管理的现代化,它起到了缩短操作时间,改善工作条件,减少能源和材料消耗,提高产品质量,加强企业管理,提高管理方面的作用。
称重设备已达到国民经济各领域的应用取得了显著的经济效益。
电子秤称重技术是一种新型的仪器,广泛应用于各种场合。
电子秤与机械秤相比具有体积小、重量轻、结构简单、价格低廉,实用价值强、维护方便等特点,可以在各种环境信号远传电信体重,容易实现重量数字显示,容易与计算机网络,实现生产过程自动化,提高劳动生产率。
例如：标签在超市中的应用比较广泛。
一个小标签包含:描述、价格、重量等等。
使用标签机大大加快销售速度,也方便客户。
条形码标签说有许多优异的特点,以太网功能使管理更方便。
因此,各国研究和认真衡器工业的发展。
50年代电子技术的渗透促进衡器制造业的发展。
出现在60年代初机电结合式电子衡器,随着科技时代的快速发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
经过40年的不断改进和完善,衡器技术也在不断进步和提高。
从世界水平看,衡器技术经历了四个阶段,从传统的机械组成的机械部件根据使用机械部件的电子电路来取代机电结合的规模,从集成电路和单片机系统电子计价秤的设计。
我国电子衡器从最初的机电结合式发展完整的电子和数字智能今天。
如今电子衡器制造技术及应用的新发展:从静态到动态称重重量电子称重技术开发;发达从模拟到数字测量方法测量,测量特征从单一参数多参数测量。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器,远离,功能、精度和自动化水平已经发生了巨大的变化,和相应的出现了各种各样的智能仪表控制系统,使科学实验和应用工程,提高自动化程度。
2电子秤原理及理论2.1电子秤系统的组成电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量参数、大小、特性。
不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组成：（1）承重、传力复位系统它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。
(2) 称重传感器即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。
按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。
对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。
(3) 测量显示、数据即处理称重传感器信号的电子线路。
在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、运算、计数、等环节。
2.2 电子秤的基本结构电子称外部主要由称托、键盘、显示屏等各部份组成。
称托主要用于承载物体，以便方便测量。
键盘主要是用做输入，在不同类型的电子称有不同或又相同的作用。
例如：输入条形码，身高，单价等等。
显示屏主要显示我们需要通过测量得到的数据，它可以是重量，总价，身体健康指数等等。
2.3 电子秤的工作原理及性能当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。
此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU 不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。
运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示。
一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。
电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。
（1）量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。
（2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。
用e 或d来表示。
（3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。
电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积表示即Max = n²d（4）准确度等级：国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类等级，分别对应不同准确度的电子秤和分度数n 的范围，如下表2-1所示：电子秤等级分类 标志及等级电子秤种类 分度数范围 特种准确度基准衡器 n > 100000 高准确度精密衡器 10000 < n ≤100000 中准确度商业衡器 1000 < n ≤10000 普通准确度 粗衡器100 < n ≤1000表2-1 3系统方案论证及选型3.1系统设计总体方案系统设计总体方案框图如图3-1所示：图3-1设计总体方案图 利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经前端处理（如滤波，放大）后，送A/D 转换器，将模拟量转化为数字量输出。
控制器部分接受来自A/D 转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为人体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。