2。 身高测量仪方案设计

2。1。 系统的工作原理

简述本课题的工作原理就是，首先通过超声波模块的发射端发射超声波，测量声波发射后在遇到障碍物后超声波反射回来，被超声波模块的接收端接收。单片机计算在超声波发射到返回所计的数，并根据定时器公式计算超声波传播所用的时间，就可以利用超声波耗时和声速完成被测物与超声波之间的距离测定，接着利用LCD12864液晶显示屏第一时间将实测距离显示出来，然后由语音模块完成数据的播报。电路使用过程中所有的供电都由5V电源提供。整体设计图由2-1图显示。   

图2-1系统设计图

2。2。 设计方案的选择

2。2。1。 主控制芯片的筛选

主控制芯片的筛选我们从以下几个方案来考虑：

（1）：首先我们考虑的是8位数据的单片机。在我们常用的8位数据单片机中有51系列的单片机，飞思卡尔公司的HCS08系列的单片机。具体分析两类单片机，51单片机的功能强大，并且还有很强的抗干扰性，而且成本也是相当的低。对于初学者来看，51单片机网上的资源多，易上手，好入门。但是飞思卡尔的8位单片机它有其他8位单片机所不具有的处理数据速度的能力，内部寄存器非常的完善，外设功能强大，处理速度之快。

（2）：其次是我们考虑的单片机是16位数据的。我们一般见到的并在学习中广泛使用的16位单片机有MSP430单片机和飞思卡尔HCS12系列的单片机。首先要说的是，MSP430单片机的主要特点可以归纳为功能模块全面，涉及到的低功能模式有5种，供电方式为低压，功耗相对较小。但由飞思卡尔企业研制出来的HCS12系列不仅仅是超强的外部功能，处理数据的速度也是非常的快。

（3）：最后我们使用32位数据宽度的单片机。仅由处理器的数据总线看来ARM内核的32位处理器要高于16位一倍还多，并且32位处理器不管是命令的执行和数据的处理等都不属于一个档次，ARM内核的处理器有着更高层次的时钟频率，处理数据的能力更比16位单片机快出很多。

对于本课题而言，超声波身高测量仪的硬件电路简单，各个模块对单片机的数据处理能力的要求也不是很高，所以在选择单片机的时候，51单片机所具有的功能就足以完成这次课题，而且51单片机便于初学者上手。所以综上所述，选择51单片机作为本课题的处理芯片。

2。2。2。 测距模块的选择

测距模块的选择，我们从生活实验中常用的三种测距方式来选择：

超声波测距。

    利用超声波在空气中的传播速度已知，在声波发射后，遇到障碍物就会反射回来的特点。反射特性是超声波的主要特征，它的发射端口能够持续的完成40K赫兹的超声波的发射，在发射过程中出现异常情况时反射波会反馈回来，接收模块在接收到反射信号后，接收模块会将反射信号从模拟量变成我们所需要的数字信号。

（2）微波雷达测距。

微博雷达测距的原理其实和超声波测距原理有些类似。微波雷达测量距离的原理是通过雷达发出的信号在遇到障碍物后形成的反射作用，而这里的障碍物实际上就是我们所要测量的目标，目标的位置就是雷达所要探测的点。在生活和军事中雷达技术应用非常广泛。文献综述