專利名稱：電子式人體健康秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子式人體健康秤。
目前，市場上的電子式人體健康秤一般都是用電子電池來供電，為了延長電池的使用壽命，一般的電子健康秤在每次使用完以后都自動(dòng)關(guān)斷全部或部分電路電源來省電，其稱量人體重量的程序流程見

圖1所示，在每次稱重前都必須先踢或踩一下健康秤開機(jī)，然后等待健康秤歸零后再站上去稱重，這樣使用起來不方便。
本發(fā)明的目的是提供一種電子式人體健康秤，它自動(dòng)定時(shí)檢測壓力傳感器和模擬電路的變化而作出相應(yīng)的調(diào)整，讀取準(zhǔn)確的零點(diǎn)，每次稱重的時(shí)候都不需要等待歸零，而是直接站上秤即可顯示準(zhǔn)確的重量，操作方便，而且精度高，節(jié)能。
本發(fā)明是由如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的它由硬件和軟件組成，硬件部分由電路部分和機(jī)械部分組成，其中電路部分包括模擬電路部分、數(shù)字電路部分和電源組成，模擬電路部分包括應(yīng)變壓力壓力傳感器、放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)字電路部分包括顯示器和單片機(jī)，在單片機(jī)里面運(yùn)行的軟件部分是按如下步驟來運(yùn)行的a、定時(shí)器到時(shí)或腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)單片機(jī)里面的軟件部分運(yùn)行；b、數(shù)字電路部分進(jìn)入工作狀態(tài)；d、測量A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D；e、判斷定時(shí)器到時(shí)觸發(fā)還是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)；如果是定時(shí)器到時(shí)觸發(fā)，則將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D作為新的零點(diǎn)值更新為Z并儲存；如果是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)，即人在秤上時(shí)，將現(xiàn)在測量的結(jié)果D減去當(dāng)前零點(diǎn)值Z得到M，即M＝D-Z，然后對M進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出對應(yīng)的人體的真實(shí)重量并顯示在顯示器上；稱重完畢，關(guān)閉顯示器；g、數(shù)字電路進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
上述所述的電源由主電源和受控電源組成，主電源為單片機(jī)等數(shù)字電路供電，受控電源的控制端與單片機(jī)連接，受控電源的輸出端與壓力壓力傳感器、放大器和A/D轉(zhuǎn)換器連接；軟件部分的步驟d之前應(yīng)該增加一步驟c、打開模擬電路部分的受控電源；在步驟g的前面要增加一個(gè)步驟f、關(guān)閉模擬電路部分的受控電源。
上述所述的單片機(jī)可以是一個(gè)具有類似功能的專用集成電路。
上述所述的單片機(jī)可以是帶有存儲器EEPROM。
上述所述單片機(jī)的觸發(fā)腳與腳踏開關(guān)相連。
上述所述的定時(shí)器可以是與單片機(jī)相連的內(nèi)置或外置式硬件的定時(shí)器。
上述所述的定時(shí)器可以是一個(gè)軟件定時(shí)器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)使用方便，傳統(tǒng)的電子式人體健康秤為了保證稱量準(zhǔn)確性必須在稱重之前讀取零點(diǎn)歸零，然后才可以稱重，而本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)是人直接站在秤上就可以觸發(fā)單片機(jī)程序，立即測量并計(jì)算出準(zhǔn)確的重量，不需要等待歸零。2)測量精度高，因?yàn)閱纹瑱C(jī)每隔一段時(shí)間—例如10分鐘就測量并刷新一次零點(diǎn)，因此人在稱重的時(shí)間與單片機(jī)上一次自動(dòng)測零點(diǎn)的時(shí)間相差不大，即影響零點(diǎn)變化的溫度等主要因數(shù)變化不大，因此測量的結(jié)構(gòu)當(dāng)然較為準(zhǔn)確；3)節(jié)能，單片機(jī)在每次測完零點(diǎn)后馬上關(guān)閉供應(yīng)給模擬電路部分電源，并且進(jìn)入低功耗狀態(tài)，因此能節(jié)約電能，使電池比較耐用。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的說明圖1是傳統(tǒng)的電子式人體健康秤的控制程序流程圖；圖2是本發(fā)明的硬件方框圖；圖3是本發(fā)明的對應(yīng)的電路圖；圖4是本發(fā)明的控制程序流程圖。
如圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明由硬件和軟件組成，硬件部分由電路部分和機(jī)械部分組成，其中電路部分包括模擬電路部分、數(shù)字電路部分和電源組成，模擬電路部分包括應(yīng)變壓力壓力傳感器(1)、放大器(2)和A/D轉(zhuǎn)換器(3)，數(shù)字電路部分包括顯示器(4)和單片機(jī)(5)，在單片機(jī)(5)里面運(yùn)行的軟件部分是按如下步驟來運(yùn)行的a、定時(shí)器到時(shí)或腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)單片機(jī)(5)里面的軟件部分運(yùn)行；b、數(shù)字電路部分進(jìn)入工作狀態(tài)；d、測量A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D；e、判斷定時(shí)器到時(shí)觸發(fā)還是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)；如果是定時(shí)器到時(shí)觸發(fā)，則將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D作為新的零點(diǎn)值更新為Z并儲存；如果是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)，即人在秤上時(shí)，將現(xiàn)在測量的結(jié)果D減去當(dāng)前零點(diǎn)值Z得到M，即M＝D-Z，然后對M進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出對應(yīng)的人體的真實(shí)重量并顯示在顯示器(4)上；稱重完畢，關(guān)閉顯示器；g、數(shù)字電路進(jìn)入低功耗狀態(tài)，程序進(jìn)入休眠狀態(tài)。
另外電源由主電源(6)和受控電源(7)組成，主電源(6)為單片機(jī)(5)和顯示器(4)供電，受控電源(7)的控制端與單片機(jī)(5)連接，受控電源(7)的輸出端與壓力壓力傳感器(1)、放大器(2)和A/D轉(zhuǎn)換器(3)連接；軟件部分的步驟d之前應(yīng)該增加一步驟c、打開模擬電路部分的受控電源(7)；在步驟g的前面要增加一個(gè)步驟f、關(guān)閉模擬電路部分的受控電源(7)。單片機(jī)(5)可以是帶有存儲器EEROM(9)，軟件部分可以存儲在存儲器EEROM(9)。單片機(jī)(5)的觸發(fā)腳與腳踏開關(guān)(8)相連。定時(shí)器可以是與單片機(jī)(5)相連的內(nèi)置或外置式硬件的定時(shí)器，也可以是一個(gè)軟件定時(shí)器，軟件定時(shí)器可以通過一個(gè)延時(shí)后跳轉(zhuǎn)的程序模塊來實(shí)現(xiàn)。顯示器可以用LCD顯示屏或LED數(shù)碼管，主要用于顯示測量重量。
實(shí)施例如圖3所示，本發(fā)明的工作原理如下供電電源提供6V～9V電壓，通過IC3穩(wěn)壓后，產(chǎn)生5V左右的穩(wěn)定電壓，供給MCU、EEROM等數(shù)字部分的電源。另一部分則通過Q4、Q1、IC4A等產(chǎn)生5V左右的電壓，供電給傳感器、放大器和A/D轉(zhuǎn)換等模擬部分。輸出電壓經(jīng)IC4A采樣反饋回調(diào)整管Q4，這里采用的是負(fù)反饋，起穩(wěn)定電壓的作用。同時(shí)，當(dāng)電源電壓下降到一定程度時(shí)，IC4A的輸出端將產(chǎn)生一高電平，通過R8輸入到MCU，起低電報(bào)警的作用。另外MCU可通過PC4和PC5控制該穩(wěn)壓部分的電源開關(guān)，如PC4輸出低電平，PC5輸出一高電平脈沖即可使模擬電路電源工作；PC4輸出一高電平即可使調(diào)整管Q4截?cái)啵P(guān)斷輸出電源。
圖3中IC4D及附近相關(guān)的電阻電容構(gòu)成信號放大器。當(dāng)壓力應(yīng)變傳感器感受到物體壓力時(shí)，應(yīng)變產(chǎn)生電信號加于運(yùn)算放大器的正負(fù)輸入端，該信號經(jīng)放大器線性放大后輸出到A/D轉(zhuǎn)換的輸入端。A/D轉(zhuǎn)換由IC4B、IC4C、Q5、相關(guān)電阻電容網(wǎng)絡(luò)及MCU軟件控制構(gòu)成。就這樣，加在壓力應(yīng)變傳感器上的重物，其重量通過壓力應(yīng)變傳感器、直流信號放大器、雙積分A/D轉(zhuǎn)換器到MCU里轉(zhuǎn)換成數(shù)值，再經(jīng)過處理在LCD或LED上顯示出來。測量精度取決于壓力應(yīng)變傳感器的線性度、直流信號放大器的線性度、基準(zhǔn)比較電壓的穩(wěn)定性以及軟件的線性補(bǔ)償?shù)取?br> 這里有一個(gè)重要的參數(shù)零值。零值就是當(dāng)無測量重量加于壓力應(yīng)變傳感器上時(shí)，信號A/D轉(zhuǎn)換后出來的數(shù)值。零值對測量精度影響很大，因?yàn)闇y量出的重量是基于零值的相對重量，若零值不穩(wěn)定，測量出來的重量的偏差是比較大的。然而溫度、濕度等環(huán)境的變化對零值的影響也是比較大的。比如早上測出的零值跟晚上測出的也有一定的偏差，因此，常用的辦法就是在每次測量之前先測零值。這樣測出的重量就比較精確。但這樣做對使用者來說是很麻煩的。比如使用者測量體重時(shí)習(xí)慣于一站上電子秤馬上就可以得出結(jié)果，但事實(shí)上這會(huì)出錯(cuò)的，因?yàn)檫@時(shí)零值還沒有測出來。常規(guī)的做法就是先按一下開關(guān)，等待1～2秒，在電子秤顯示“0”后，再站到秤上。這樣對一些沒用過這種秤的人來說是比較麻煩的。因此，我們設(shè)計(jì)出自動(dòng)調(diào)零電子秤也叫傻瓜秤，是在不影響測量精度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上稱功能的。我們的做法是增加一個(gè)定時(shí)器，在MCU睡眠時(shí)每隔5分鐘或10分鐘，這在一般情況下是符合精度要求的定時(shí)產(chǎn)生一信號，讓MCU定時(shí)測量零值并更新。更新零值后MCU重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)以節(jié)省用電。這樣就不必每次測量以前先測零值，對使用者來說是方便多了。
現(xiàn)在重新說明一下自動(dòng)調(diào)零電子秤的工作原理當(dāng)接上電源時(shí)，MCU開始讀取EEPROM上的控制信息和數(shù)據(jù)資料，并初始化各模塊，如定時(shí)器每隔5分鐘或10分鐘產(chǎn)生定時(shí)信號。測量零值，并將零值設(shè)為當(dāng)前零值。接著通過PC5關(guān)斷模擬部分供電電源，這樣可以節(jié)省用電。之后MCU進(jìn)入休眠狀態(tài)，在MCU的休眠狀態(tài)，其耗電是非常低的。這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，只有定時(shí)器或稱重腳踏開關(guān)(8)才會(huì)喚醒MCU，如稱重開關(guān)沒有信號，則定時(shí)器每隔一段時(shí)間一例如5分鐘或10分鐘產(chǎn)生一個(gè)信號喚醒MCU。喚醒后，MCU測量一次零值，并更新，以此零值為當(dāng)前零值。之后MCU再次進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省用電。當(dāng)使用者需要稱重時(shí)，只須往電子秤上站好就行。這時(shí)秤上的稱重腳踏開關(guān)(8)接上，喚醒MCU，并以當(dāng)前零值為基礎(chǔ)進(jìn)行稱重，并將稱重結(jié)果顯示在LCD或LED顯示屏上。8秒后，MCU重新又進(jìn)入休眠狀態(tài)。如電源電壓降低，則IC4A的輸出端將輸出一高電平以作低電報(bào)警。MCU喚醒時(shí)將會(huì)顯示低電信號，通知使用者更換電池。
這就是我們所設(shè)計(jì)的自動(dòng)調(diào)零電子秤。其特點(diǎn)是使用簡單、耗電低、測量精度高等。
權(quán)利要求
1.電子式人體健康秤，由硬件和軟件組成，硬件部分由電路部分和機(jī)械部分組成，其中電路部分包括模擬電路部分、數(shù)字電路部分和電源組成，模擬電路部分包括應(yīng)變壓力壓力傳感器(1)、放大器(2)和A/D轉(zhuǎn)換器(3)，數(shù)字電路部分包括顯示器(4)和單片機(jī)(5)，其特征在于在單片機(jī)(5)里面運(yùn)行的軟件部分是按如下步驟來運(yùn)行的a、定時(shí)器到時(shí)或腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)單片機(jī)(5)里面的軟件部分運(yùn)行；b、數(shù)字電路部分進(jìn)入工作狀態(tài)；d、測量A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D；e、判斷定時(shí)器到時(shí)觸發(fā)還是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)；如果是定時(shí)器到時(shí)觸發(fā)，則將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D作為新的零點(diǎn)值更新為Z并儲存；如果是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā)，即人在秤上時(shí)，將現(xiàn)在測量的結(jié)果D減去當(dāng)前零點(diǎn)值Z得到M，即M＝D-Z，然后對M進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出對應(yīng)的人體的真實(shí)重量并顯示在顯示器(4)上；稱重完畢，關(guān)閉顯示器；g、數(shù)字電路進(jìn)入低功耗狀態(tài)，程序進(jìn)入休眠狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式人體健康秤，其特征在于所述的電源由主電源(6)和受控電源(7)組成，主電源(6)為單片機(jī)(5)和顯示器(4)供電，受控電源(7)的控制端與單片機(jī)(5)連接，受控電源(7)的輸出端與壓力壓力傳感器(1)、放大器(2)和A/D轉(zhuǎn)換器(3)連接；軟件部分的步驟d之前增加一步驟c、打開模擬電路部分的受控電源(7)；在步驟g的前面要增加一個(gè)步驟f、關(guān)閉模擬電路部分的受控電源(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式人體健康秤，其特征在于單片機(jī)(5)可以是一個(gè)具有類似功能的專用集成電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式人體健康秤，其特征在于單片機(jī)(5)可以是帶有存儲器EEPROM(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式人體健康秤，其特征在于在單片機(jī)(5)的觸發(fā)腳與腳踏開關(guān)(8)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的電子式人體健康秤，其特征在于所述的定時(shí)器可以是與單片機(jī)(5)相連的內(nèi)置或外置式硬件的定時(shí)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的電子式人體健康秤，其特征在于所述的定時(shí)器可以是一個(gè)軟件定時(shí)器。
全文摘要
電子式人體健康秤,由硬件和軟件組成,主要特點(diǎn)是軟件按如下步驟運(yùn)行:a、定時(shí)器到時(shí)或腳踏開關(guān)閉合觸發(fā);b、數(shù)字電路部分進(jìn)入工作狀態(tài);d、測量A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D;e、如果是定時(shí)器到時(shí)觸發(fā),則將A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果D作為新的零點(diǎn)Z;如果是腳踏開關(guān)閉合觸發(fā),將現(xiàn)在測量的結(jié)果D減去當(dāng)前零點(diǎn)值Z得到M,計(jì)算出對應(yīng)的人體的真實(shí)重量并顯示在顯示器(4)上;稱重完畢,關(guān)閉顯示器;g、數(shù)字電路進(jìn)入低功耗狀態(tài),程序進(jìn)入休眠狀態(tài),它具有使用方便、測量精度高、節(jié)能等特點(diǎn)。
文檔編號G01G19/00GK1346050SQ00117490
公開日2002年4月24日 申請日期2000年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月27日
發(fā)明者潘偉潮 申請人:潘偉潮