单片机的医疗护理床用的电子秤的设计与实现【字数:9538】

医疗护理床作为一款医疗器械,用来帮助残障人士得到更好的生活体验。传统的医疗护理床有帮助洗漱、翻身、进食的功能,缺少称重功能。本文就是对医疗护理床中的电子秤的设计。设计主要以STC89C52系列单片机做为核心,采用桥式传感器采集重量信息,经HX711模数转换模块进行模数转换,在LCD1602液晶屏上显示测量结果。本设计包括称量体重、显示体重、记录体重和时间信息、自动待机等功能。可以作为单独的硬件配给给传统的医疗护理床,弥补传统护理床的无称重功能的缺陷。
目录
1绪论 7
1.1设计的研究背景 7
1.2国内外研究现状 7
1.3发展方向 8
1.4本设计思路 8
2系统方案论证与选型 9
2.1控制器部分 9
2.2数据采集部分 10
2.2.1传感器 10
2.2.2A/D转换 11
2.2.3按键 11
2.3显示部分 12
3系统硬件设计 13
3.1单片机模块设计 13
3.2数据采集模块设计 16
3.2.1电桥式传感器设计 16
3.2.2 A/D转换器芯片设计 17
3.3 LCD1602液晶显示模块设计 19
3.4按键模块 20
4系统软件设计 21
4.1主程序设计 21
4.2子程序设计 22
4.2.1 A/D转换的子程序设计 22
4.2.2 LCD1602液晶显示屏的子程序设计 23
4.2.3独立按键的子程序设计 25
5实物制作与功能调试 26
5.1实物制作 26
5.2功能调试 26
5.2.1称重功能调试 27
5.2.2数据记录功能调试 28
5.2.3待机功能调试 30
5.3故障分析与解决 30
6总结 31
7致谢 32
参考文献 33
附录 34
1绪论
1.1设计的研究背景
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电子秤在日常工作生活中是一个使用频率较高的测量工具。随着时代的进步,科技的发展,电子秤技术不断地改进和完善,从最初纯机械式的杆秤、磅秤发展到了现如今数字智能型电子秤、电子天平。与传统的机械秤相比,电子秤利用单片机作为核心,并辅以新型传感器、高精度A/D转换器等先进硬件制成。以其称量精度高、称量速度快、操作安全简单、显示方便直观等优点,逐渐淘汰了传统电子秤,成为人们新的宠儿。
现代的电子秤在技术和功能上达到了国际90年代中期的水平,但仍然存在着许多缺陷。其不足之处在于技术还不够成熟、、系统的开发能力存在不足、产品种类和型号较少、硬件功能设计不够完善、产品质量参差不齐等。这些产品在大多数的情况下都能满足要求,但是在少数需要高精度的称量中就无能为力了。因此设计研发出精度更高、功能更完善的电子秤就具有很高的研究意义及价值。
1.2国内外研究现状
自改革开放以来,国外对我国医疗器械的需求逐渐提高,因此我国的医疗器械的制造行业规模也随之扩大,为我国医疗器械更好的发展提供了保障。世界上医疗器械产业的工厂逐渐向我国转移,使得我国成为了世界医疗护理器械的制造大国。
为了顺应改革开放后,经济的发展,越来越多的行业不在满足于传统的机械秤,而需要一种称量数据精确、自动化程度高的秤,所以电子秤的研究得到了大力的扶持。事物的发展过程总是相似的,电子秤的发展也不例外。由简单到复杂,由粗糙到精密,电子秤在一点一滴的进步中,越来越完善,并逐渐实现了全电子化,功能也相较于传统机械秤更加的丰富。
电子秤精度高低的关键在于称重传感器性能的高低。在20世纪60年代左右,欧美等国家就能制作出精度值在0.1kg左右的电子秤。而在此时我国大部分产业仍在使用传统的机械秤,以称重传感器为主的电子秤才刚刚步入发展,并且在精度值方面与国外相差甚远。至20世纪80年代,我国消化吸收了国外的电子秤技术,自主研发、改造属于我国的电子秤,取得了极大的成功。现如今,在称重传感器方面,我国的电子秤精度值已可以达到105kg,达到了国际顶尖的水平。
1.3发展方向
现如今,越来越多的电子秤向小型化、大众化、智能化、组合化的层面发展。
1小型化
现在研发出来的电子秤,体积小、重量轻,较之于传统机械秤易于携带。成本较之以往也更加低廉。
2 大众化
电子秤的服务对象包含工业、农业、医疗业、商业、服务业、教育业、高新技术产业等产业。
3 智能化
电子秤的工作原理是利用称重传感器获得信息,利用电子计算机的智能来处理信息,并在显示器上显示。整个过程全部智能化,与传统的机械秤有着根本上的差别。
4 组合化
现如今,越来越多的设备可以无需设计称重功能,只需配上符合的硬件设备的电子秤,即可丰富原设备的功能。
1.4本设计思路
本论文的设计思路如下:
第1章 绪论,介绍了本设计的研究背景、研究目的、国内外研究状况和发展前景
第2章 系统方案设计,对设计所需模块应采用的硬件设备进行了比较分析,选出符合设计、性能完善的硬件 。
第3章 系统硬件设计,确认了各个模块所采用的硬件设备,介绍了硬件的功能,经各方面考虑后对进行硬件设计,阐述了硬件在实物中起到的功能。
第4章 系统软件设计,介绍了系统软件中主次程序的设计思路,给出主程序框图和子程序的关键代码。

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