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基于4位单片机的脂肪秤方案设计

上网日期: 2011年08月04日 ?? 作者: 徐海涛 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:MCU? 脂肪秤? 高精度ADC?

作者:徐海涛

高级工程师

中颖电子股份有限公司

脂肪秤又称健康秤,能测出不同时间人体的脂肪和水分等所占比例,从而反映出人体在不同时间的健康状况。由于测试人体电阻时,需要人体和测试电极直接接触,所以脂肪秤产品要有很强的抗ESD静电干扰性能,本文介绍基于4位单片机SH66P58的脂肪秤方案设计,并对量产设计可能发生的问题做了相关说明。

系统硬件设计

本方案选用中颖开发的4位单片机SH66P58作为主控芯片,实现控制和信号采集处理功能。SH66P58是一款CMOS 4位单片机,该器件集成了SH6610D CPU内核、RAM、ROM、定时器、LCD驱动器、I/O端口、16位Σ-ΔADC、升压及稳压电路、蜂鸣音发生器、PWM,而且内建PLL以及看门狗定时器,低电压复位和低电压检测电路。

主系统硬件架构如图1所示,主要由电池、LCD屏、按键、压力传感器、测脂电路和EEPROM数据存储器组成。外围电路非常简单,既节约了成本,又增强了可靠性。LCD玻璃、按键、压力传感器和EEPROM芯片直接与SH66P58的管脚连接。测人体电阻电路由运放和部分电阻电容组成,此电路需要的激励方波信号由SH66P58内部集成的PWM模块产生,节省了信号发生电路。

基于4位单片机的脂肪秤方案设计(电子工程专辑)
图 1 系统硬件架构

系统软件设计

本文仅列出主要功能的流程图,如图2所示。软件中很重要的一个环节就是计算脂肪比例,下面简单介绍科学家Lukaski和Bolonchuk研究的脂肪含量计算公式。

基于4位单片机的脂肪秤方案设计(电子工程专辑)
图 2 主程序流程图

人体总水分 = 0.372(S2÷R) + 3.05(Sex)+0.142(W)-0.069(Age)

脂肪质量 = 体重-人体总水分÷0.73

其中,S表示身高(厘米),R表示测量的人体电阻(欧姆),W表示体重(千克),Sex表示性别(男=1,女=0),Age表示年龄。


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