一,、吊鉤電子秤系統(tǒng)方案設(shè)計理念 今天我們介紹一款基于國產(chǎn)的單片機(jī)開發(fā)的智能體脂秤設(shè)計方案，這款智能體脂秤主控芯片——CSU18M91，采用LQFP48和LQFP64的封裝形式,，可以滿足不同的智能智能體脂秤方案的開發(fā)需求，另外該芯片在帶有LCD驅(qū)動和LED驅(qū)動,，4×24,、6*22的LCD驅(qū)動，4*14 LED驅(qū)動,，進(jìn)一步加強(qiáng)該芯片適配能力,。另外提一句該芯片是4電極交流人體阻抗測量（BIM)模塊，并支持心率測量功能,，功能強(qiáng)大,，支持橋式傳感器，可在人體秤,、藍(lán)牙體脂秤等產(chǎn)品上使用,。是不可多得的芯片精品。
智能體脂秤方案
一,、智能體脂秤方案CSU18M91的芯片功能介紹：
1.芯片支持體重測量,，具備壓秤自動喚醒功能。
2.支持人體測量儀
2.芯片支持8電極阻抗測量,，內(nèi)置25kHz,、100kHz激勵頻率的人體成分算法,，支持人體脂肪率、肌肉率,、水份率,、基礎(chǔ)代謝率、內(nèi)臟脂肪等級,、蛋白質(zhì),、骨鹽量、身體年齡,、身體得分等多項參數(shù),，另外提供左右手、腹部,、左右腳共5段節(jié)肢的脂肪率,、肌肉率。
3.芯片內(nèi)置心率算法,，支持靜息心率測量,。
二、智能體脂秤方案CSU18M91的芯片資源簡介
CSU18M91是一款支持4電極交流測脂,、心率測量,、高精度人體稱重的SOC。芯片包含人體阻抗測量模塊BIM,、24bit Sigma-Delta ADC,、8K×16位MTP程序存儲器、128字節(jié)EEPROM和896字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器,。
高性能的RISC CPU
8位單片機(jī)MCU
內(nèi)置8K×16位一次性可編程存儲器（MTP ROM）和128Bytes EEPROM
896字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）
只有46條單字指令
8級存儲堆棧
模擬特性
1路輸入全差分24Bit Sigma-Delta型ADC,，1/64/128倍增益選擇。
6路外部通道和2路內(nèi)部通道的10Bit SAR ADC
4電極交流人體阻抗測量（BIM)模塊
ADC的輸出速率15.2Hz~3.9KHz
內(nèi)帶電荷泵
內(nèi)帶穩(wěn)壓器供傳感器和調(diào)制器
內(nèi)部集成的可編程增益放大器
專用微控制器的特性
上電復(fù)位（POR）
上電復(fù)位延遲定時器（39ms）
內(nèi)帶低電壓復(fù)位（LVR）
定時器0
-可編程預(yù)分頻的8位的定時器
定時/計數(shù)器123
-可編程預(yù)分頻的8位的定時/計數(shù)器
智能智能體脂秤方案
外設(shè)特性
31位雙向I/O口,，其中部分PT2.1~PT2.4,、PT3*、PT4*復(fù)用作LCD/LED口
13個具有喚醒功能的輸入口
2路UART,，波特率最高支持115200bps
1路I2C從機(jī),，支持標(biāo)準(zhǔn)模式（100K bit/s)和快速模式（400K bit/s)
1路SPI，最高通信速率500KHz
1路蜂鳴器輸出,，電流能力6mA
支持4×24,、6*22的LCD驅(qū)動或4*14 LED驅(qū)動
低電壓比較功能（LVD)，可用做電源電壓比較和外部電壓比較
內(nèi)置溫度傳感器
具有RTC功能,，年,、月、日,、星期,、小時,、分、秒信息
應(yīng)用場合
體脂秤
心率體脂秤
三,、智能體脂秤方案測量原理
1.測體重
目前市場上測體重傳感器很成熟了：一個應(yīng)變片電阻即可通過其電阻形變量計算相應(yīng)的施力量,。對于體重秤一般采取四組應(yīng)變片傳感器組成橋式電路提高測量范圍和穩(wěn)定性。如下圖所示：
2.測體脂
現(xiàn)在體脂秤一般采用生物電阻測量法(Bio-impedance analysis,簡稱BIA)來測量體脂,，即在很短的時間內(nèi)即可獲得頗準(zhǔn)確的測量值,。BIA測量法的主要原理乃是將身體簡單分為導(dǎo)電的體液、肌肉等,，以及不導(dǎo)電的脂肪組織,，測量時由電極片發(fā)出極微小電流經(jīng)過身體，若脂肪比率高,，則所測得的生物電阻較大,；反之亦然。BIA就是經(jīng)由此種機(jī)轉(zhuǎn)來做體脂率的測量,。
體脂秤一般采用四電極生物阻抗分析方式,，四電極體脂秤通過左右腳的兩個電極（E1、E3）產(chǎn)生安全正弦激勵信號（一般為50KHz）,，再從另外兩個電極（E2,、E4）檢測到電壓信號，該信號經(jīng)過放大,、整流,、A/D轉(zhuǎn)換,，再經(jīng)MCU處理后計算出人體阻抗,，再結(jié)合人體模型即可計算出體脂等參數(shù)。
|
