今天我們介紹一款基于國(guó)産的單片機開(kāi)發(fā)的智能(néng)體脂秤設計方案，這(zhè)款智能(néng)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(néng)智能(néng)體脂秤方案的開(kāi)發(fā)需求，另外該芯片在帶有LCD驅動和LED驅動，4×24、6*22的LCD驅動，4*14 LED驅動，進(jìn)一步加強該芯片适配能(néng)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(néng)，功能(néng)強大，支持橋式傳感器，可在人體秤、藍牙體脂秤等産品上使用。是不可多得的芯片精品。
智能(néng)體脂秤方案
一、智能(néng)體脂秤方案CSU18M91的芯片功能(néng)介紹：
1.芯片支持體重測量，具備壓秤自動喚醒功能(néng)。
2.支持人體測量儀
2.芯片支持8電極阻抗測量，内置25kHz、100kHz激勵頻率的人體成(chéng)分算法，支持人體脂肪率、肌肉率、水份率、基礎代謝率、内髒脂肪等級、蛋白質、骨鹽量、身體年齡、身體得分等多項參數，另外提供左右手、腹部、左右腳共5段節肢的脂肪率、肌肉率。
3.芯片内置心率算法，支持靜息心率測量。
二、智能(néng)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EEPROM和896字節數據存儲器。
高性能(néng)的RISC CPU
8位單片機MCU
内置8K×16位一次性可編程存儲器（MTP ROM）和128Bytes EEPROM
896字節數據存儲器（SRAM）
隻有46條單字指令
8級存儲堆棧
模拟特性
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(dào)和2路内部通道(dào)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
内帶電荷泵
内帶穩壓器供傳感器和調制器
内部集成(chéng)的可編程增益放大器
專用微控制器的特性
上電複位（POR）
上電複位延遲定時(shí)器（39ms）
内帶低電壓複位（LVR）
定時(shí)器0
-可編程預分頻的8位的定時(shí)器
定時(shí)/計數器123
-可編程預分頻的8位的定時(shí)/計數器
智能(néng)智能(néng)體脂秤方案
外設特性
31位雙向(xiàng)I/O口，其中部分PT2.1~PT2.4、PT3*、PT4*複用作LCD/LED口
13個具有喚醒功能(néng)的輸入口
2路UART，波特率最高支持115200bps
1路I2C從機，支持标準模式（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(néng)力6mA
支持4×24、6*22的LCD驅動或4*14 LED驅動
低電壓比較功能(néng)（LVD)，可用做電源電壓比較和外部電壓比較
内置溫度傳感器
具有RTC功能(néng)，年、月、日、星期、小時(shí)、分、秒信息
應用場合
體脂秤
心率體脂秤
三、智能(néng)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(chéng)熟了：一個應變片電阻即可通過(guò)其電阻形變量計算相應的施力量。對(duì)于體重秤一般采取四組應變片傳感器組成(chéng)橋式電路提高測量範圍和穩定性。如下圖所示：
2.測體脂
現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(shí)間内即可獲得頗準确的測量值。BIA測量法的主要原理乃是將(jiāng)身體簡單分爲導電的體液、肌肉等，以及不導電的脂肪組織，測量時(shí)由電極片發(fā)出極微小電流經(jīng)過(guò)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(jiù)是經(jīng)由此種(zhǒng)機轉來做體脂率的測量。
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(guò)左右腳的兩(liǎng)個電極（E1、E3）産生安全正弦激勵信号（一般爲50KHz），再從另外兩(liǎng)個電極（E2、E4）檢測到電壓信号，該信号經(jīng)過(guò)放大、整流、A/D轉換，再經(jīng)MCU處理後(hòu)計算出人體阻抗，再結合人體模型即可計算出體脂等參數。