智能體重儀方案書

1、智能體重儀設計方案書一背景電子體重秤是一種智能型體重測量儀器，與傳統(tǒng)指針式體重計相比，具有測量精度高、可鎖定顯示、讀數(shù)方便等優(yōu)點。其主要應用于體質(zhì)健康測試中人體體重數(shù)據(jù)的測量，面向體育、醫(yī)衛(wèi)、勞動、學校等單位開展全民健身活動使用，是學生體質(zhì)健康測試必備儀器之一?，F(xiàn)在市場上大部分電子體重秤主要有以下幾種，一種是功能僅限于稱體重并且顯示體重讀數(shù)的電子體重秤，另一種不僅能測量體重還能測量身體的脂肪率、肌肉率、內(nèi)臟脂肪、基礎代謝、水分率、蛋白質(zhì)、骨量、BMI等身體數(shù)據(jù)。大部分后一種電子體重秤還能將測得的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾C中，然后利用APP進行數(shù)據(jù)分析并給出直觀的各項身體數(shù)據(jù)變化趨勢圖。而經(jīng)過討論，我們

2、本次準備設計一個和后一種類似的可檢測身體健康狀況的智能體重儀，功能基本和市場上已有的電子體重秤類似。二總體目標當被測者站在智能體重儀上時，體重儀顯示屏顯示被測者的當前體重和身高，同時體重儀還能精準測量身體體質(zhì)數(shù)據(jù)，再將這些測得的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾CAPP中，被測者在使用APP時先將年齡、性別、腰圍、胸圍、臀圍、腿圍等個人信息輸入進去，APP結合這些數(shù)據(jù)分析被測者的健康狀況，并且顯示健康狀況趨勢分析圖表，并且給出被測者合理的健康管理建議。三功能、技術參數(shù)的制定與分析1.體重顯示功能當被測者站在體重儀上，其重量傳遞到稱重傳感器上，傳感器產(chǎn)生相應的電信號，此信號由放大電路進行放大、經(jīng)濾波后再由A/D轉(zhuǎn)

3、換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到單片機中，單片機根據(jù)程序進行運算，運算結果送到顯示器顯示出來。2. 身高顯示功能當被測者頭頂上方頂著擋板站在體重儀上，體重儀上的測距傳感器能測出被測者相應的身高，單片機再通過顯示屏將身高數(shù)據(jù)顯示出來。3. 體質(zhì)測試功能 通過BIA生物電阻抗法分析被測者的體質(zhì)，可以測出人體相應的阻抗，根據(jù)測出的阻抗可以算出脂肪率、肌肉率、內(nèi)臟脂肪、基礎代謝、水分率、蛋白質(zhì)、骨量、BMI等體質(zhì)數(shù)據(jù)。BIA 法以統(tǒng)計學為工具，通過研究人體相應部位的不同頻率的阻抗值與一些人體成分參數(shù)的相關性，結合人體體重、年齡、性別等基本參數(shù)，建立相應阻抗與相應人體成分的經(jīng)驗公式，并通過已知人體成分推算未知人體

4、成分。主要通過給電極施加安全電流作用在人體上，然后又通過電極檢測人體相應部位的電壓，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、計算得到人體相應阻抗值，然后傳給上位機完成人體成分計算。（全身體脂數(shù)據(jù)的測量準確的條件應當是令實驗電流盡可能的通過人體的最大路徑，因為電流走短不走長，所以測量體脂時，電極應分別位于手和腳。） 具體的阻抗與人體成分之間的計算公式如下：身體水分總量TBWTBW=1.396+(0.597*身高（cm)*身高/阻抗（歐姆）+0.099*體重（kg)-0.009*年齡體脂肪BF多元線性逐步回歸和方差分析方法BF=0.846*體重（kg)-0.185*身高*身高（cm)/阻抗（歐姆）-2.361*性別（男1女

5、0）-24.977身高質(zhì)量指數(shù)BMI：體重/（身高*身高（米）理想體重：22*身高（米）*身高（米）或身高（cm)-105脂肪含量：（1.2*BMI)+（0.23*年齡）-（10.8*性別）-5.4數(shù)值范圍 4%-60%性別數(shù)值：男性為1，女性為04. 數(shù)據(jù)無線傳輸功能體重儀獲取的體重等身體數(shù)據(jù)通過藍牙或WIFI無線模塊傳送到手機APP中。5. 自動開機功能當被測者站上體重儀時，體重儀檢測到振動信號，立即觸發(fā)體重儀自動開機，并且進入稱重模式。6. 自動休眠校零功能當被測者離開體重儀時，單片機檢測到體重為零時，體重儀自動進入關機狀態(tài)，且對體重儀進行自動校零。7. 匹配手機APP數(shù)據(jù)分析功能體重儀

6、檢測到的身體各項數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾CAPP中之后，APP對這些數(shù)據(jù)進行分析，并且與之前測得的身體數(shù)據(jù)進行比較，得出被測者的各項身體數(shù)據(jù)變化趨勢圖表，并且對被測者給出合理的健康管理建議。8.量程/分度值量程：10-100kg 分度值：0.1kg四總體控制系統(tǒng)方案設計當被測者站在體重儀上時，其重量傳遞到稱重傳感器上，傳感器產(chǎn)生相應的電信號，此信號由放大電路進行放大、經(jīng)濾波后再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到單片機中，單片機根據(jù)程序進行運算，運算結果送到顯示器顯示出來；同時利用測距模塊測量被測者身高，并通過體重儀上的顯示屏顯示出來并將身高數(shù)據(jù)無線傳輸至手機APP中；人體阻抗測量電路通過電極施加安全電流

7、作用在人體上，然后又通過電極檢測人體相應部位的電壓，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、計算得到人體相應阻抗值，然后無線傳輸給APP完成人體成分計算；所有體質(zhì)分析儀獲取的身高、體重、脂肪率、肌肉率等身體數(shù)據(jù)通過藍牙或WIFI無線模塊傳送到手機APP中。控制系統(tǒng)總體框圖如下圖1所示。圖1 控制系統(tǒng)總體框圖五關鍵部件的選型設計根據(jù)上述控制系統(tǒng)設計方案，智能體重儀將主要由以下關鍵部件構成，包括稱重模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊，測距模塊，無線通信模塊，顯示模塊，人體阻抗測量電路，主控制器及電源模塊。1. 稱重傳感器（1）選型比較 體重傳感器就是把非電量的人體體重轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件。稱重傳感器按照結構型式不同位移傳感器和應變傳感器。

8、綜合價格、性能、要求等條件，設計采用4片YZC-161B-50kg體重傳感器。YZC-161B使用簡單方便，價格便宜而且性能穩(wěn)定，單片傳感器的測量量程為50kg，4片分力量程可以達到200kg，滿足設計要求。圖2 人體稱重傳感器 圖3 傳感器結構 圖4 受力分析 兩端受到一對大小相等的剪切力，由對稱性可知，構件以中心點為平衡點產(chǎn)生形變。應變片會產(chǎn)生相應的應變，轉(zhuǎn)化成電阻變化。稱重傳感器的技術參數(shù)如下表：表1 稱重傳感器技術參數(shù)應用 Application電子秤型號 ModelYZC-160B量程 Capacity Kg50輸出靈敏度 Rated output mV/V輸入阻抗 Input re

9、sistance 輸出阻抗 Output resistance 推薦激勵電壓 Recommended excitation voltage V5V工作溫度范圍 Operation temperature range 傳感器材料 Load cell material合金鋼 Alloy steel接線方式 Method of connecting wire紅、黑、白 滿量程輸出電壓=激勵電壓*靈敏度，設計中激勵電壓為5V，傳感器的靈敏度為1.0mV/V,所以滿量程輸出電壓為：。 對于傳感器的連接方式，設計中采用4個傳感器，4個傳感器組成全橋測量，量程為4只傳感器的量程之和：。全橋測量電路如圖所示:

10、圖5 全橋測量電路及其接線圖2.A/D轉(zhuǎn)換模塊（1）選型比較HX711是一款專為高精度稱重傳感器而設計的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應速度快、抗干擾性強等優(yōu)點。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開關可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A的可編程增益為128或64，對應的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或±40mV。通

11、道B則為固定的32增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動復位功能簡化了開機的初始化過程。HX711模塊引腳圖如下圖所示：圖6 HX711模塊引腳圖表2 HX711模塊引腳含義HX711模塊的特點：兩路可選擇差分輸入片內(nèi)低噪聲可編程放大器，可選增益為64 和128片內(nèi)穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi)A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源片內(nèi)時鐘振蕩器無需任何外接器件，必要時也可使用外接晶振或時鐘上電自動復位電路簡單的數(shù)字控制和串口通訊：所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無需編程可選

12、擇10Hz 或80Hz 的輸出數(shù)據(jù)速率同步抑制50Hz 和60Hz 的電源干擾耗電量（含穩(wěn)壓電源電路）：典型工作電流：<1.7mA, 斷電電流：<1A工作電壓范圍：2.6 5.5V工作溫度范圍：-20 +85（2）功能實現(xiàn)A. 模擬輸入 通道A模擬差分輸入可直接與橋式傳感器的差分輸出相接。由于橋式傳感器輸出的信號較小，為了充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的輸入動態(tài)范圍，該通道的可編程增益較大，為128或64。這些增益所對應的滿量程差分輸入電壓分別±20mV或±40mV。通道B為固定的32增益，所對應的滿量程差分輸入電壓為±80mV。通道B應用于包括電池在內(nèi)的系統(tǒng)參

13、數(shù)檢測。B. 供電電源 數(shù)字電源(DVDD)應使用與MCU芯片相同的的數(shù)字供電電源。HX711芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路可同時向A/D轉(zhuǎn)換器和外部傳感器提供模擬電源。穩(wěn)壓電源的供電電壓(VSUP)可與數(shù)字電源(DVDD)相同。穩(wěn)壓電源的輸出電壓值（VAVDD）由外部分壓電阻R1、R2 和芯片的輸出參考電壓VBG決定（圖1），VAVDD=VBG(R1+R2)/R2。應選擇該輸出電壓比穩(wěn)壓電源的輸入電壓(VSUP)低至少100mV。如果不使用芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路，管腳VSUP和管腳AVDD應相連，并接到電壓為2.65.5V的低噪聲模擬電源。管腳VBG上不需要外接電容，管腳VFB應接地，管腳BASE 為無連接。C

14、. 時鐘選擇 如果將管腳XI接地，HX711將自動選擇使用內(nèi)部時鐘振蕩器，并自動關閉外部時鐘輸入和晶振的相關電路。這種情況下，典型輸出數(shù)據(jù)速率為10Hz或80Hz。如果需要準確的輸出數(shù)據(jù)速率，可將外部輸入時鐘通過一個20pF的隔直電容連接到XI管腳上，或?qū)⒕д襁B接到XI和XO管腳上。這種情況下，芯片內(nèi)的時鐘振蕩器電路會自動關閉，晶振時鐘或外部輸入時鐘電路被采用。此時，若晶振頻率為11.0592MHz,輸出數(shù)據(jù)速率為準確的10Hz或80Hz。輸出數(shù)據(jù)速率與晶振頻率以上述關系按比例增加或減少。使用外部輸入時鐘時，外部時鐘信號不一定需要為方波?？蓪CU芯片的晶振輸出管腳上的時鐘信號通過20pF的隔

15、直電容連接到XI管腳上，作為外部時鐘輸入。外部時鐘輸入信號的幅值可低至150mV。D. 串口通訊串口通訊線由管腳PD_SCK和DOUT組成，用來輸出數(shù)據(jù)，選擇輸入通道和增益。當數(shù)據(jù)輸出管腳DOUT為高電平時，表明A/D轉(zhuǎn)換器還未準備好輸出數(shù)據(jù)，此時串口時鐘輸入信號PD_SCK應為低電平。當DOUT從高電平變低電平后，PD_SCK應輸入25至27個不等的時鐘脈沖（圖二）。其中第一個時鐘脈沖的上升沿將讀出輸出24位數(shù)據(jù)的最高位（MSB），直至第24個時鐘脈沖完成，24位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。第25至27個時鐘脈沖用來選擇下一次A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益，參見表3。表3 輸入通道和增

16、益選擇 PD_SCK的輸入時鐘脈沖數(shù)不應少于25或多于27，否則會造成串口通訊錯誤。當A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道或增益改變時，A/D轉(zhuǎn)換器需要4個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個數(shù)據(jù)輸出周期后才會從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。圖7 數(shù)據(jù)輸出時序E. 復位和斷電 當芯片上電時，芯片內(nèi)的上電自動復位電路會使芯片自動復位。管腳PD_SCK輸入用來控制HX711的斷電。當PD_SCK為低電平時，芯片處于正常工作狀態(tài)。圖8 斷電控制時序 如果PD_SCK從低電平變高電平并保持在高電平超過60s，HX711 即進入斷電狀態(tài)（圖三）。如使用片內(nèi)穩(wěn)壓電源電路，斷電時，外部傳感器和片內(nèi)A/D 轉(zhuǎn)換器會被同時斷

17、電。當PD_SCK 重新回到低電平時，芯片會自動復位后進入正常工作狀態(tài)。芯片從復位或斷電狀態(tài)進入正常工作狀態(tài)后，通道A和增益128會被自動選擇作為第一次A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益。隨后的輸入通道和增益選擇由PD_SCK的脈沖數(shù)決定，參見串口通訊一節(jié)。芯片從復位或斷電狀態(tài)進入正常工作狀態(tài)后，A/D 轉(zhuǎn)換器需要4個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個數(shù)據(jù)輸出周期后才會從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。3.測距模塊（1） 選型比較目前成熟的測距傳感器主要有三種類型：超聲波測距傳感器、紅外線測距傳感器和激光測距傳感器，所以如表4比較了三種類型傳感器的優(yōu)缺點，便于我們選擇出自己需要的測距傳感器。表4 測距

18、傳感器優(yōu)缺點傳感器類型優(yōu)缺點優(yōu)點缺點超聲波測距傳感器方向性好、成本不高、可以在較差環(huán)境中使用測得的距離限度一般，精度一般，厘米級紅外線測距傳感器便宜、容易制造、安全精度低、距離近、方向性差、易受光線影響激光測距傳感器可測距離遠，精度很高制造難度大、成本高根據(jù)上述對三種類型測距傳感器優(yōu)缺點的分析，再綜合考慮智能體重儀的低成本要求，并且由于測距傳感器要測的是人體的身高這段距離，且精度要求不能太低，所以選擇超聲波測距傳感器作為測距模塊。由于測距模塊需要測距的對象為人體的身高，所以測距最大值為2米5，而超聲波測距傳感器一般最多可測幾米，所以超聲波測距傳感器滿足測距限度要求。又因為通常人們測身高都是精確

19、到厘米即可，所以超聲波測距傳感器的厘米級精度完全符合該智能體重儀的要求。經(jīng)過比較市場上各類超聲波測距模塊，選擇HC-SR04超聲波測距模塊。HC-SR04超聲波測距模塊電氣參數(shù)工作電壓：DC5V工作電流：15mA工作頻率：40kHz最遠射程：400cm最近射程：2cm輸入觸發(fā)信號：10us的TTL脈沖輸出回響信號：輸出TTL電平信號，與射程成比例規(guī)格尺寸：45*20*15mm智能體重儀需測的人體身高最大距離一般為2米5，所以HC-SR04模塊的最遠射程完全能滿足所需的測量范圍。HC-SR04模塊的實物圖如下圖9所示：圖9 HC-SR04模塊實物圖由實物圖中可以看出，HC-SR04超聲波測距模塊

20、有四個引腳：Vcc：5V電源Trig：觸發(fā)信號輸入Echo：回響信號輸出GND：電源地（2）功能實現(xiàn)HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可高達3mm，模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。該模塊基本工作原理：1) 采用IO口Trig觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；2) 模塊自動發(fā)送8個40kHZ的方波，自動檢測是否有信號返回；3) 有信號返回，通過IO口Echo輸出一個高電平，高電平的持續(xù)時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。測試距離=（高電平時間*聲速（340m/s）/ 2。圖10 超聲波時序圖以上時序圖表明只需要提供一個10us以上的脈沖

21、觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個40kHZ周期脈沖并檢測回波。一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測的距離成正比。由此通過發(fā)射信號到收到回響信號的時間間隔可以計算得到距離。公式：us / 58=厘米或是測試距離=（高電平時間*聲速（340m/s）/ 2。4.無線通信模塊（1） 選型比較現(xiàn)在比較成熟的無線通信技術主要有ZigBee、藍牙和WiFi。下面就這三種無線通信技術進行比較，看哪種無線技術更適合應用于智能體重儀的控制方案中。Zigbee的主要優(yōu)點有功耗低、成本低、掉線率低和組網(wǎng)能力強，缺點主要有傳播距離近，數(shù)據(jù)信息傳輸速率低和會有延時性。藍牙的主要優(yōu)點有功耗低且傳輸速率

22、快，建立連接的時間短，穩(wěn)定性好，安全度高，缺點主要有數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮∈芟?，設備連接數(shù)量少，藍牙設備的單一連接性。WiFi的主要優(yōu)點有傳輸范圍廣，傳輸速度快，健康安全，普及應用度高，缺點主要有功耗太大，體積太大。經(jīng)過這三種無線通信技術的優(yōu)缺點比較，并結合制定的控制方案可以看出，由于智能體重儀的通信對象是手機，用手機來接收數(shù)據(jù)，而手機中沒有內(nèi)置的ZigBee接收模塊，所以只能在藍牙或WiFi中選擇。而又由于本項目中的智能體重儀采用電池供電的形式，所以最后選擇低功耗的藍牙模塊作為智能體重儀的無線通信模塊。經(jīng)過比較市場上各種藍牙模塊，最后選擇了ELET114A藍牙雙模模塊。該模塊參數(shù)如下：支持IOS和A

23、ndroid系統(tǒng)支持BT3.0+EDR 和BT4.0（BLE）DualMode，兩種模式可同時工作支持UART、SPI、I2C、I2S 等接口工作電壓：3.3V工作電流：小于20mA由于該智能體重儀需要通過藍牙模塊傳輸數(shù)據(jù)給手機，而現(xiàn)在的智能手機系統(tǒng)都是IOS或Android，而該模塊兩個系統(tǒng)都能支持，所以完全符合要求。ELET114A藍牙雙模模塊實物圖如下圖11所示：圖11 藍牙雙模模塊實物圖由實物圖可以看出，該模塊有34個引腳，具體引腳的定義圖如下圖12所示：圖12 藍牙模塊引腳圖由于一般選擇單片機上的串口與藍牙模塊進行通信，所以在這主要介紹和串口有關的幾個引腳，其余引腳暫時不討論。UAR

24、T_TX: UART數(shù)據(jù)發(fā)送輸出腳UART_RX: UART數(shù)據(jù)接收輸入腳UART_CTS: UART清發(fā)送輸入腳UART_RTS: UART請求發(fā)送輸入腳AIO1：BT_WAKEUP，數(shù)字輸入腳，MCU喚醒藍牙模塊 0：低電平 藍牙模塊進入休眠省電模式 1：高電平 喚醒藍牙模塊AIO2：CMD/DATA_SWITCH，數(shù)字輸入腳，切換數(shù)據(jù)模式和命令模式 0：低電平 數(shù)字模式 1：高電平 命令模式AIO3：HOST_WAKEUP，數(shù)字輸出腳，藍牙模塊喚醒MCU 0：輸出低電平，表示串口沒有數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU 1：輸出高電平，表示串口有數(shù)據(jù)發(fā)送到MCUVCC：外部電源3.3V輸入GND：電源地（2

25、）功能實現(xiàn)單片機通過UART串口發(fā)送AT指令實現(xiàn)與藍牙模塊之間的通信，需要使用的AT指令主要有以下幾個：表5 藍牙模塊部分AT指令功能AT命令返回結果說明設置本地SPP設備名AT+DNAME=”name”<CR><LF>OK<CR><LF>name為設備名查詢本地設備名AT+DNAME?<CR><LF>+DNAME:name<CR><LF>name為當前設備名設置默認配對碼AT+PIN=”1234”<CR><LF>OK<CR><LF>1234為默認配對

26、碼查詢配對碼AT+PIN?<CR><LF>+PIN:<PIN code><CR><LF>設置波特率AT+URATE=115200<CR><LF>OK<CR><LF>波特率設置為115200查詢波特率AT+URATE?<CR><LF>+URATE:115200<CR><LF>5.顯示模塊（1）選型比較數(shù)據(jù)顯示是體質(zhì)儀的一項重要功能，是人機交換的重要組成部分，它可以將測量電路測得的體重和身高數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后直觀的顯示出來。數(shù)據(jù)顯示部分可以

27、有以下兩種方案可供選擇：一是LED數(shù)碼管顯示，二是LCD液晶顯示。本方案選擇4位LED數(shù)碼管顯示模塊，理由如下：LED數(shù)碼管一般只適合數(shù)字顯示，本設計中由于體重和身高都是數(shù)字形式的數(shù)據(jù)，因此選擇LED數(shù)碼管合適；且身高、體重一般在3位數(shù)，考慮到后期設計的精度問題，因此選擇4位；LED數(shù)碼管相對于LCD液晶顯示亮度高，成本低，程序、電路簡單。LED數(shù)碼管模塊實物圖如下圖所示：圖13 數(shù)碼管實物圖4位LED數(shù)碼管相關參數(shù)如下：1.采用2片595驅(qū)動數(shù)碼管，需要單片機3路IO口，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)掃描原理進行顯示；2.寬工作電壓3.3V到5V；3.PCB板尺寸：71mm*22mm4.數(shù)碼管型號：0.36

28、 4位共陽（2）功能實現(xiàn) LED數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點。圖14 這是一個7段兩位帶小數(shù)點 10引腳的LED數(shù)碼管，每一筆劃都是對應一個字母表示 DP是小數(shù)點。圖14 數(shù)碼管段數(shù) 數(shù)碼管分為共陽極的LED數(shù)碼管、共陰極的LED數(shù)碼管兩種。本方案選擇的是共陽極的LED數(shù)碼管，共陽就是7段的顯示字碼共用一個電源的正極。圖15 數(shù)碼管引腳示意圖 從上圖可以看出，要是數(shù)碼管顯示數(shù)字，有兩個條件：1、是要在VT端（3/8腳）加正電源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g

29、,dp)端接低電平或“0”電平，這樣才能顯示。 共陽極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結構原理圖圖16：圖16 共陽極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結構原理圖LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。本方案所選擇的數(shù)碼管采用的是動態(tài)式。數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。透過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，