一、電子人體秤的設計原理

人站在秤盤(pán)上， 裝在玻璃秤盤(pán)下的小壓力傳感器，將重力轉換為電壓的模擬信號，經(jīng)放大器及濾波處理后由A/D處理器轉化為數字信號， 數字信號由中央處理器（單片機CPU）運算處理，去皮重，算出凈重，最后由顯示屏以數字的方式顯示30s，然后CPU進(jìn)入休眠模式。

二、硬件設計

1. 電源

采用3.3V的紐扣電池供電，CPU需要3.3V和1.8V，通過(guò)DC-DC電源芯片 LM1117-1.8V從3.3V轉化獲得1.8V。 根據低功耗設計原則，需要對系統電源進(jìn)行合理控制和管理。 系統電源在上電狀態(tài)下，當空閑時(shí)，單片機STM32F101T8進(jìn)入休眠模式，當檢測到需要稱(chēng)重時(shí)則喚醒進(jìn)入工作模式。

2. 報警蜂鳴器

將其中一引腳配置PWM模式， 利用PWM控制蜂鳴器的輸出，來(lái)實(shí)現報警與提示功能。

3.主控芯片

在該方案設計中使用以 Cortex -M3 為內核的STM32F101T8嵌入式單片機 ，該芯片性?xún)r(jià)比高 、速度快、功耗低、功能齊全，省去很多外圍器件，其主要特性如下：

（1）ARM 32位的Cortex-M3CPU，最高工作頻率為36MHz；（2） 內部有64KB Flash、10KB的SRAM；（3）支持低功耗模式：睡眠、停機和待機模式；（4）1個(gè)12位的模數轉換器， 范圍為0～3.6V；（5）3個(gè)定時(shí)器；（6）3個(gè)USART；（7）工作溫度：-40℃～85℃。

4.A/D 轉化電路

將壓力傳感器的電信號經(jīng)放大及濾波處理后，由A/D處理器轉換為數字信號，包括調零、去皮電路 （數字電位器實(shí)現），經(jīng)過(guò)一定的算法計算出實(shí)際重量。

5. 顯示模塊 

采用4位8段式液晶顯示模塊，工作電壓為3V，接口方式：三線(xiàn)串行接口（/CS、CLK、DATA)，并以數碼形式把重量值顯示出來(lái)。

三、軟件設計

軟件部分包括引導程序和主程序。 引導程序在程序上電時(shí)立即啟動(dòng)，首先檢測升級標志，若有標志從片外Flash加載升級程序到片內Flash， 并跳轉到新程序運行；否則仍跳轉至原程序運行。

系統元件架構為典型的前后臺式架構，整體采用模塊化的軟件設計方法，將系統功能分解為多個(gè)子模塊，每個(gè)模塊對應一個(gè)狀態(tài)機，上電后系統在初始化完成后，即進(jìn)入主循環(huán)，各個(gè)狀態(tài)機依據在程序的前后位置依次獲得CPU時(shí)間循環(huán)運行。

在主程序被引導后， 第一步執行軟硬件初始化任務(wù)。 包括必要的軟件資源，配置硬件參數，如時(shí)鐘、定時(shí)器、I/O口、串口、A/D采樣以及RTC等，并使用相關(guān)外設。

初始化完成后，進(jìn)入主循環(huán)。 包括上電電源管理，開(kāi)機顯示，測試秤盤(pán)的重量，去皮重。 并實(shí)時(shí)刷新皮重，定時(shí)檢測是否有人稱(chēng)體重，無(wú)則進(jìn)入停機掉電模式，時(shí)間到喚醒掉電進(jìn)行循環(huán)檢測。 若有人測量體重，需重新刷新皮重，顯示歸零后，再稱(chēng)重，則進(jìn)入稱(chēng)重程序模塊，進(jìn)行毛重計量，扣皮重，得出實(shí)際凈重。 然后顯示30s，最后閃爍顯示幾秒后，再次進(jìn)入停機掉電模式。 每次稱(chēng)重誤差范圍為±0.1kg。