基于ATmega16智能人体电子称设计

　　0 引言

　　随着现代人的生活质量不断提高，在满足了衣食住行的需要以后，更加注重身体保健和合理饮食，以及保持健康的体形。随时关注自己体重的变化调配饮食，不仅对青年女性需要，对中年老年等各层次的男女人群都是非常需要和必要的。低成本、高智能化的智能人体电子秤无疑具有极其广阔的市场前景，具有较大的研究意义。

　　1 系统设计方案

　　1.1 系统结构。系统主要由电源模块、数据采集、数据处理和数据显示四大部分组成。由压力传感器、温度传感器组成的数据采集部分将所得的压力和温度数据送ATmega16单片机处理，然后将处理所得的体重和温度数据显示在液晶显示器上。

　　1.2 ATmega16单片机控制器。ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的

　　低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega16具有16K字节的系统内可编程Flash，512字节EEPROM，1K 字节SRAM;32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程;三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器，片内/外中断;可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口;8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC;具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

　　1.3 压力传感器。1)压力传感器原理简介。电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，采用惠更斯电桥转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。2)压力信号前级滤波放大电路。压力信号前级电路是称重系统的重要组成部分，对系统的精度有很大影响。由于压力传感器输出的电压信号为毫伏级，所以对运算放大器精度要求很高。采用普通运算放大器组成的放大电路不能满足精度要求。这里采用差动输入，高共模抑制比，高差模输入阻抗，高增益，高精度精度且外部接口简单INA126仪用运算放大器，对压力传感器信号进行放大

　　1.4 数字温度传感器DS18B20。DS18B20是Dallas 半导体公司发明的支持“一线总线”接口的温度传感器，其分辨率为9-12位，可根据需要通过程序设定精度;测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度可达±0.5℃。由于现场温度测量结果以9-12位数字量方式串行(“一线总线”)传送，不仅大大提高了系统的抗干扰性，而且简化了电路，在使用中不需要任何外围元件。同时，DS18B20支持3V-5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。