一、電子人體秤的設(shè)計(jì)原理

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

二、硬件設(shè)計(jì)

1. 電源

采用3.3V的紐扣電池供電，CPU需要3.3V和1.8V，通過DC-DC電源芯片 LM1117-1.8V從3.3V轉(zhuǎn)化獲得1.8V。 根據(jù)低功耗設(shè)計(jì)原則，需要對(duì)系統(tǒng)電源進(jìn)行合理控制和管理。 系統(tǒng)電源在上電狀態(tài)下，當(dāng)空閑時(shí)，單片機(jī)STM32F101T8進(jìn)入休眠模式，當(dāng)檢測(cè)到需要稱重時(shí)則喚醒進(jìn)入工作模式。

2. 報(bào)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，來實(shí)現(xiàn)報(bào)警與提示功能。

3.主控芯片

在該方案設(shè)計(jì)中使用以 Cortex -M3 為內(nèi)核的STM32F101T8嵌入式單片機(jī) ，該芯片性價(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(nèi)部有64KB Flash、10KB的SRAM；（3）支持低功耗模式：睡眠、停機(jī)和待機(jī)模式；（4）1個(gè)12位的模數(shù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化電路

將壓力傳感器的電信號(hào)經(jīng)放大及濾波處理后，由A/D處理器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，包括調(diào)零、去皮電路 （數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)），經(jīng)過一定的算法計(jì)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：三線串行接口（/CS、CLK、DATA)，并以數(shù)碼形式把重量值顯示出來。

三、軟件設(shè)計(jì)

軟件部分包括引導(dǎo)程序和主程序。 引導(dǎo)程序在程序上電時(shí)立即啟動(dòng)，首先檢測(cè)升級(jí)標(biāo)志，若有標(biāo)志從片外Flash加載升級(jí)程序到片內(nèi)Flash， 并跳轉(zhuǎn)到新程序運(yùn)行；否則仍跳轉(zhuǎn)至原程序運(yùn)行。

系統(tǒng)元件架構(gòu)為典型的前后臺(tái)式架構(gòu)，整體采用模塊化的軟件設(shè)計(jì)方法，將系統(tǒng)功能分解為多個(gè)子模塊，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)機(jī)，上電后系統(tǒng)在初始化完成后，即進(jìn)入主循環(huán)，各個(gè)狀態(tài)機(jī)依據(jù)在程序的前后位置依次獲得CPU時(shí)間循環(huán)運(yùn)行。

在主程序被引導(dǎo)后， 第一步執(zhí)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(shù)，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(shè)。

初始化完成后，進(jìn)入主循環(huán)。 包括上電電源管理，開機(jī)顯示，測(cè)試秤盤的重量，去皮重。 并實(shí)時(shí)刷新皮重，定時(shí)檢測(cè)是否有人稱體重，無則進(jìn)入停機(jī)掉電模式，時(shí)間到喚醒掉電進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)。 若有人測(cè)量體重，需重新刷新皮重，顯示歸零后，再稱重，則進(jìn)入稱重程序模塊，進(jìn)行毛重計(jì)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(jī)掉電模式。 每次稱重誤差范圍為±0.1kg。