超声波视力保护仪控制系统设计
基于单片机的超声波视力保护仪的设计毕业设计论文
毕业设计设计题目：基于单片机的超声波视力保护仪的设计目录陇东学院本科生毕业设计诚信声明 (1)基于单片机的超声波视力保护仪的设计 (2)摘要 (2)关键词 (2)Abstract (2)1 引言 (3)1.1 研究的背景 (3)1.2 研究的主要内容 (3)1.3 应解决的关键问题 (4)2 总体方案设计 (4)2.1 硬件设计 (5)2.1.1 电源稳压电路设计 (5)2.1.2 主控制器模块 (5)2.1.3 光照强度检测模块 (5)2.1.4 报警提示模块 (5)2.1.5 坐姿检测模块 (5)2.1.6 显示模块 (5)2.2 最终方案 (6)3 硬件实现及单元电路设计 (6)3.1主控制模块 (6)主控制最小系统电路如图3.1所示]9[。
(6)3.3 蜂鸣器报警驱动电路 (7)3.4 按键电路 (8)3.5 光照强度检测电路 (8)3.6 显示模块 (9)3.7 超声波坐姿测距模块 (9)3.8 定时报警电路 (11)4 系统软件设计方案 (11)4.1 系统主程序流程图 (12)5 系统分析 (13)5.1测试结果及误差分析 (13)7优点和不足 (14)结论 (15)参考文献 (15)致谢 (16)附录1 总电路图 (17)附录2成品展示 (18)附录3(单片机C源程序清单) (19)陇东学院本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：二 O 一五年月日基于单片机的超声波视力保护仪的设计赵学琴，吴志荣（陇东学院电气工程学院甘肃庆阳 745000）摘要:本设计主要内容是人体视力与桌面距离检测电路的设计与制作，该电路的工作原理是由AT89C52单片机为控制的核心部分，通过超声波传感器测距，能实现使用者距离与学习时间进行定时并通过报警来提示时间已到的功能和使用者注意用眼卫生的功能。
智能视力保护系统设计
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超声波视力保护仪
【摘要】近年来，随着科学技术的迅猛发展，超声波传感器无论是在生活还是工业中都扮演着举足轻重的角色，对人类社会的进步起着关键的作用。
并且随着工业控制领域要求的提高，单片机的性能和功能不断提高，从最初的8位发展到如今的32位，基于51单片机的教室灯光控制系统已经成为现实，这极大地推动了单片机和超声波传感器在生活中和工业中的普及和应用。
本文以“基于51单片机教室灯光控制系统设计”为研究对象，阐述了超声波传感器和AT89C51单片机的起源发展和原理、硬件整体结构以及软件设计，并着重介绍了“基于51单片机的超声波视力保护仪”是如何设计以及实现的。
【关键词】：AT89C51，LCD1602液晶显示器，超声波传感器，蜂鸣器，ABSTRACTIn recent years, with the rapid development of science and technology, ultrasonic sensors, whether in life or in industry plays a very important role in the progress of human society plays a key role. And as the field of industrial control requirements increase, the performance and function of single chip is constantly increasing, from 8 to 32 now, the initial development of the lighting control system based on 51 single chip microcomputer has become a reality, which greatly promoted the CPU and the ultrasonic sensor in living the popularization and application of neutralization in industry. Taking "51 single-chip design based on" classroom lighting control system as the research object, describes the ultrasonic sensor and AT89C51 SCM origin development and principle, hardware structure and software design, and emphatically introduces the "ultrasonic eyesight protecting instrument" based on 51 single chip microcomputer is how to design and realization.【KEY WORD】: AT89C51，LCD1602，Ultrasonic Sensor，Buzzer，目录一、引言 (1)（一）、课题的背景 (1)（二）、设计内容 (1)（三）、设计意义 (1)二、系统总体方案及硬件设计 (2)（一）、方案选择 (2)（二）、最终方案简介 (2)三、系统硬件设计 (3)（一）、系统简介 (3)（二）、AT89C51单片机简介 (4)（三）、晶振电路模块 (5)（四）、复位电路模块 (6)（五）、超声波传感器模块 (7)（六）、按键指示电路及实现 (9)（七）、声光报警模块 (11)四、系统软件设计 (11)（一）、主程序流程图设计 (11)（二）、子程序流程图设计 (13)总结 (15)参考文献 (16)附录一原理图 (17)附录二PCB图 (18)附录三元器件清单 (18)附录四程序 (20)一、引言（一）、课题的背景当今中国社会，物质基础已经远远超过了过去，人民的生活质量得到了迅速的提高。
基于超声波测量的视力保护仪设计
基于超声波测量的视力保护仪设计赵艳华;龚丽农【摘要】儿童使用电视、电脑等设备的时间过长会对其视力造成不良影响.本设计采用单片机STC90C58控制超声波测距传感器,实时监控儿童与被控设备(如电视、电脑显示器)之间的距离,并利用实时时钟(Real Time Clock-简称RTC)模块DS1302来计量儿童使用设备的时间.一旦儿童与电子设备屏幕距离过近或使用时间过长,将通过语音报警进行提醒.提醒无效后,便触动继电器开关,强制关闭被控设备,以保证儿童正确用眼并进行适当的休息.该系统具有距离和时间等参数设置功能,设置界面具有密码保护以防止儿童随意改动,能够通过RTC内部的RAM区域实现系统设置的掉电保存.【期刊名称】《青岛农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(032)004【总页数】5页(P297-301)【关键词】超声波测距;单片机;RTC;视力保护【作者】赵艳华;龚丽农【作者单位】青岛农业大学机电工程学院,山东青岛266109;青岛农业大学机电工程学院,山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】TP277目前近视人群在世界人口的平均比重约为22%，而我国的近视人口比重在30%左右。
导致近视的原因有很多，其中有遗传因素，有用眼环境因素，但最主要的诱因在于用眼不当。
在现代教育环境下，儿童学习压力较大，用眼过度常导致近视发生；另外科技产品高速发展，PAD、智能手机、电视机与电脑等设备广泛应用，儿童长时间近距离观看电子设备屏幕，导致整体视力下降。
因此，如何有效监控儿童的观看距离和观看时间，保护其眼睛健康发育，成为家长们和教育系统普遍关心的问题。
本文设计的视力保护仪是对儿童用眼习惯进行监测和报警的装置，将该装置放置在与电子设备如电视或电脑屏幕并排的位置上，便能够检测儿童用眼距离和时间，当距离过近或时间过长时，会发出警告信息，警告无效后，能够选择性切断设备电源，起到用眼管理和视力保护的作用。
基于单片机的超声波视力保护器设计与研究
基于单片机的超声波视力保护器设计与研究超声波视力保护器是一种基于单片机的智能设备，用于检测并提醒用户视力疲劳情况，以避免长时间使用电子产品对眼睛的伤害。
本文将从超声波测距原理、硬件设计和软件设计三个方面介绍基于单片机的超声波视力保护器的设计与研究。
一、超声波测距原理超声波利用声波在空气中的传播速度较快的特点，通过发射器发出超声波脉冲，当超声波遇到障碍物后会发生反射，接收器接收到反射的超声波信号，通过计算发射和接收的时间差，可以确定障碍物与设备的距离。
因此，我们可以利用超声波测距原理来检测用户离设备的距离，从而判断是否需要提醒用户休息。
二、硬件设计1.单片机选择考虑到成本和性能的因素，本设计选择使用8051系列的单片机，如STC89C52、该单片机具有较低的功耗和较强的处理能力，适合用于嵌入式设备的设计。
2.超声波测距模块超声波测距模块包括超声波发射器和接收器。
发射器用于发射超声波脉冲，接收器用于接收反射信号。
模块通常采用数字信号输出，可以直接与单片机进行连接。
3.液晶显示屏为了方便用户查看当前的距离和工作状态，可以选用液晶显示屏作为界面。
液晶显示屏可以通过串行通信接口与单片机进行连接，显示距离和其他相关信息。
4.蜂鸣器当用户离设备距离过近时，需要通过蜂鸣器发出声音提醒用户。
蜂鸣器可以通过PWM控制单片机的输出频率和占空比，产生不同的声音。
5.电源模块超声波视力保护器需要稳定的电源供应。
可以使用直流电源适配器或电池供电。
同时，还需要考虑电源管理电路以确保电源持续稳定。
三、软件设计1.初始化设置在软件设计中，需要先进行单片机的初始化设置，包括IO口配置、计时器设置和中断配置等。
2.超声波测距在主程序中，需要定时发送超声波脉冲，并等待接收到反射信号。
通过计算时间差，可以得到用户离设备的距离。
3.距离判断根据用户设定的距离阈值，当用户离设备的距离小于阈值时，触发蜂鸣器发出声音提醒用户休息。
4.界面显示通过液晶显示屏，可以实时显示用户离设备的距离和工作状态。
新型智能化超声波视力保护系统
新型智能化超声波视力保护系统作者：胡景勤来源：《电脑知识与技术》2020年第11期摘要：为了保护青少年视力，实现视力保护智能化，采用STC89C52主控制器，HC-sr04超声波传感器测距原理，主控制器和报警装置，温度测量和时钟功能，LCD1602液晶显示屏。
利用C语言编写程序，包括显示、超声波测距、光强检测、记录时间、语音报警、按键调光等模块。
在使用者与书本距离、环境光照强度及学习时间超过设定健康范围，实施距离报警、光强报警及定时报警等功能，达到预防和保护视力目的。
关键词：智能化;STC89C52;视力保护;LCD1602;超声波传感器中图分类号：TN98 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2020）11-0040-021背景中华医学会杨智宽教授介绍，目前中国近视患者人数已多达6亿，7-12岁小学生、13-15岁初中生、16-18岁高中生及19-22岁大学生，其视力不良率分别为45.7%、74.4%、83.3%和87.7%。
科学研究证实，儿童持续近距离用眼和户外活动时长等是造成近视的决定性因素，最关键问题是预防近视、控制低度发展为高度近视。
本研究利用单片机控制超声波传感器等，时刻督促提醒要端正坐姿，眼睛距离书本一尺左右，胸前距离桌子一拳左右，握笔时手要握在离笔尖一寸处等，帮助青少年养成科学用眼习惯和视力保护意识。
2总体研究方案2.1系统主控结构如图1系统主控图，采用STC89C52控制LCD1602显示、DS13C887时钟芯片、DS18b20温度传感器等，利用超声波测距传感器测量使用者与台灯间距离。
若使用者在一定范围内则无任何提示;若低于最小阈值时传感器发出一个反馈信号，单片机接受反馈信号则驱动报警装置提醒使用者;若高于最大阈值时台灯会自动切断电源达到节约能源目的。
2.2超声波测距原理发射器发出超声波，遇到障碍物被反射回来，接收器接收返回波。
主控制器开始计时，计算接收到返回波时间，以空气中波转播速度计算测试距离。
超声波视力保护器设计开题报告
[5]郑浩,高静.怎样用万用电表检测电子元器件修订本. [J]北京，人民邮电出版社，2005. 32-66
[6]全新实用电路集粹编辑委员会编著.全新实用电路集粹. []北京:机械工业出版社，2006. 56-74
开题报告
题 目
1、选题背景、目的及意义
21世纪是广大中小学生学习压力最大的时期。2006年09月13日，黑龙江省暨哈尔滨市青少年心理健康宣传月活动圆满结束，活动月期间，50余名心理咨询专家对2000余名大中小学生进行义务咨询时发现，近30%学生处理人际关系困难，近60%中小学生学习压力大。学生近视在我国已成为一-个8益严重的社会问题。国家有关部门对许多职业均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。国家教委规定:学生在读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺，身离书桌一拳。学习压力如此之大，学习时间如此之多，那么，有一个保护视力的装置便显得越来越重要。
目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。资料显示，我国小学生视力低下率为26.96%， 初中生53.43%，高中生72.8%，大学生77.95%。特别是调查显示50%以上的学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”的危害性， 因而有41.6%视力低下的学生并未采取任何矫正措施,又缺专业机构的治疗。对此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。通过创造健康的读写环境和科学方式，避免因长期读写(现代意义的读写包括:看书、写字、用电脑、看电视等)而导致的近视、驼背、脊柱侧弯、斜视、颈椎病等疾病的发生和发展，用非医药的手段，防范和解除因不良读写习惯，避免给人们身体带来伤害。
超声波盲人探路仪的设计
超声波盲人探路仪的设计一、引言二、设计原理盲人探路仪使用超声波传感器来检测前方障碍物的距离，通过发出超声波信号并接收其回波来测量距离。
设备将根据检测到的距离提供声音或震动信号，以帮助盲人避开障碍物。
三、硬件设计1.超声波传感器：使用超声波模块来检测前方的障碍物，该模块通常包括发射和接收超声波的传感器。
2. 微控制器：使用微控制器来控制传感器的工作，并处理测量到的距离数据。
常见的微控制器包括Arduino和Raspberry Pi。
3.声音/震动模块：根据检测到的距离提供反馈信号，可以使用蜂鸣器来产生声音，或者使用震动模块提供震动信号。
4.电源供应：使用可靠的电源供应来提供设备所需的电能，如电池组或者可充电电池。
四、软件设计1.超声波检测：在软件中编写代码，读取传感器发送和接收的超声波信号，并计算测得的距离。
2.距离判断：根据测得的距离数据，判断是否有障碍物存在，并确定提供怎样的反馈信号。
可以根据需求设定距离阈值，当距离小于该阈值时，触发反馈信号。
3.反馈信号：根据检测到的距离提供相应的反馈信号。
可以使用文本转语音的技术，将距离信息转化为声音信号，通过蜂鸣器播放出来；或者使用震动模块产生不同频率或强度的震动，引导盲人避开障碍物。
4.用户接口：为了方便用户使用，可以在设备上添加按钮或滑动开关，用于开启或关闭探路仪，或调节反馈信号的音量和震动强度。
5.可拓展性：除了基本的超声波探路功能，还可以添加其他功能，如声音导航、地图定位等。
五、结论超声波盲人探路仪是一种简单而有效的辅助性设备，帮助视力受损人士更好地导航和移动。
该设备基于超声波传感技术，通过测量前方障碍物的距离，提供适当的声音或震动反馈。
本文介绍了超声波盲人探路仪的硬件和软件设计原理，并提出了一些可拓展性的改进方向，以满足用户的不同需求。
超声波多功能视力保护器的设计
超 声波 多功 能视 力保 护器 的设计
任 雨 竹
摘
西安外事学院工学院 要： 在生活节奏紧凑 的时代 ， 近视高发， 需要一种能有效提醒用眼时间， 与书本和 屏幕保持一定距离 的视力保护器， 预防近视 ， 保护视力。以单片
机为核心 ， 采用超声波发射接收器为主要组成部分进行头部与书本或屏幕之间的距离测量 ； 实现 定时 ； 通过蜂鸣器对过近的距离进行报警提醒 ， 实现对视 力的保护 。不仅精度高 ， 成本低 ， 性能稳定。而且非接触式测量， 环境方式灵活等一系列优 点。
关键宇 ： 超 声波测距 ， 非接触 ， 单片机 ， 定时 ， 提醒
１ ． 视力保护器设计框图 本设计 的基 本电路框图如下 图所 示，由 ５ １ 单 片机发出 ４ ０ ｋ ｈ ｚ的方波 信号 ， 放大 电路将信 号放大 ， 从超 声波发射端 发射信 号， 遇到 阅读面 后返 回， 由接 收器接 收， 再经过放 大电路放大 ， 传回单片机 启动 中断程序 ， 得到 超声波传输时间 ｔ ， 进而 由片 内程序计算得到距离并 由显示 电路显示 出来 。 使用方式可为耳挂式 。 ２ ． 视力保护器设计 参数 １ ） 使用 者与书本的距离不得 小于 ３ ０ ｅ ｍ（ ＋ ／ － ３ ｃ ｍ） ， 小于这个距 离将会报
．
２ ） 使用者 与 电子显 示屏幕 的距离 ， 这个距 离不得 小于 ５ ０ ｃ ｍ（ ＋ ／ 一 ５ ｅ ｍ） ，
小于这个距离将会报警 。
３ １ 设计可调 定时器 （ ３ ０ ～ ６ ０ ｍ ｉ ｎ ） 限制 次连续 看书或 者看 电子屏幕 的
时间 。
３ ． 设计原理 ： 声音 的频率是发 出声音 的物体每秒钟振动 的周期次数 ， 单 位是赫兹（ ｔ ｔ ｚ ） 。 人类 耳朵能听到 的声波频率为 ２ ０ Ｈ ｚ ～ ２ ０ ０ ０ ０ Ｈｚ 。 当声波的振动 频率小于 ２ ０ Ｈ ｚ 或大于 ２ ０ Ｋ Ｈ ｚ 时， 我们便昕不见 了。 因此 ， 把频率高于 ２ ０ ０ ０ ０ 赫兹的声波称为“ 超声波 ” 。超声波测距的方法有很多。有相位检测法、 声波 值检测法和渡越时间法等等。相位检测法具有精度 高的优点， 但是测量 的范 围有限； 声波检测法使用起来不稳定， 易受到反射波的影响， 造成误差 ； 而渡 越时间法测量距离相对较稳定， 计算距离方法简单， 因此被大量使用 。 ４ ． 实现 方案： 渡越时间法 ： 检测从超 声波发射器发 出超 声波 ， 经过气体 介质传播 ， 碰到 目标距离物体 反射 ， 再传播到接 收器 的时间， 即为渡越 时间 ｔ 。得到时 间后利用下面 的公式计算 出测量的距离 Ｌ ＝ Ｏ ． ５ ｖ ， 其 中 ｖ为超 声波 的传播速度 ， 而 传 播 速 度 会 因 不 同的 温 度 而 变 化 。 视 力 保 护 器 通 常 在 室 内 使用 ， 室 内的温 度 比较稳定 ， 一般保 持在 ２ Ｏ ℃左右 ， 因此在计算 时， 速度为
基于单片机的超声波视力保护仪的设计
本科生毕业设计基于单片机的可变色灯泡的设计院系电气（机电）工程学院专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名联系方式指导教师职称：年月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计是本人在指导老师的指导下所取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，本设计中不包含任何其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在设计中作出了明确的说明并表示了谢意。
签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业设计的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本设计。
本人设计中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：年月日指导教师签名：年月日基于单片机的可变色灯泡的设计摘要本文介绍了一种由12个LED发光二极管组成的四个可变色灯泡的多功能发光形式的简易彩灯控制系统的软硬件设计过程，方案以AT89C51单片机作为主控核心，且以复位电路、时钟电路、按键电路、中断电路以及彩灯显示电路组成，利用软件编程烧录程序到单片机来实现对LED彩灯进行多样控制。
该控制电路能完成多种闪灯模式以及随意变换想要的闪烁方式和控制彩灯的闪烁频率等功能。
该系统具有电路结构简单、易操作、硬件少、体积少、成本低、能耗低等优点，有一定的实用价值。
关键词： 8051单片机 LED彩灯控制系统闪烁方式Design of color changing lamp based on SCMAbstractThis paper introduces the hardware and software design process of a simple lantern consists of 12light-emitting diode LED consisting of four color light multifunctional lighting control system,program for AT89C51 microcontroller as the control core,and the reset circuit,clock circuit,keyboard circuit,interrupt circuit display circuit and the lights,the use of softwareprogramming the program to the microcontroller to achieve a variety of control of LED lights.Flashing lights and the control of the control circuit can complete a variety of flash mode andrandom transform to the flicker frequency function.The system has the advantages of simple circuit structure,easy operation,less hardware,small volume,low cost,low energy consumption,has a certain practical value.Keywords:8051 MCU flashing LED lights control system目录1. 绪论 (6)1.1选题的意义 (6)1.2 外界的研究， (7)1.3本文的主要内容 (7)2. 设计方案 (7)2.1设计要求 (8)2.2设计限定 (9)2.3按键部分 (9)2.4显示模块 (9)3. 硬件电路的设计 (10)3. 1 单片机的选用 (10)3．2 仿真软件的选用 (12)3.3单片机最小系统 (13)3.4按键控制电路 (15)3.5中断电路 (16)3.6 LED显示电路 (16)3．7 仿真部分总结 (18)4. 软件编程设计 (20)4．1 编程软件 (20)4．2 延时部分 (20)4．3 按键部分 (20)4．4 综合仿真 (21)参考文献 (23)附录源程序 (24)致谢 (26)1. 绪论1.1选题的意义20世纪以后现身于世的单片机以其超高的性价比赢取了世人的青睐，而后单片机在各个领域都如雨后春笋般的出现。
视力保护器课程设计
目录摘要..................................................... - 1 - 前言..................................................... - 2 -一、系统设计电路方案论述 ................................ - 3 -二.电路设计分析.......................................... - 5 -（一）电路原理框图： ................................... - 5 - （二）电路设计原理图 ................................... - 5 - （三）电路总体工作原理 ................................ - 12 -三、制作调试............................................ - 12 -四、总结................................................ - 13 - 致谢.................................................... - 15 - 参考文献................................................ - 16 -视力保护器的设计[摘要]本设计主要实现测距报警、测光报警以及定时报警功能。
利用超声波发射接收器、NE555、光敏电阻等元件组合成电路，来实现上述功能。
通过超声波接收头对接收的超声波信号进行调制输出，所采用的是纯硬件电路，且分别对超声波接收与发射、NE555及光敏电阻的特性及各个功能进行分析，通过这些元件的组合来实现设计所需的报警功能。
该视力保护器实用、方便、功耗低、易于维护，并且具有保护使用者视力、预防近视的功能。
超声波视力保护器设计
一、绪论1.1 课题背景在现在这个时代，许多中小学生承受着巨大的学习压力。
在2006年09月13日的时候，在黑龙江省暨哈尔滨市举办了一场青少年心理健康宣传的活动，并且活动举办的很成功，在这个月里，将近50多位心理方面的专家针对2000多个大学中学小学的学生进行免费咨询期间发觉，接近有30%的学生不会处理人际关系，还有接近60%的中学生小学生有着巨大的学习压力。
近视的学生在中国已然变成了越来越严峻的普遍问题。
现在国内好多工作都有着视力要求，而且当你眼睛一旦开始近视，那你花再多的钱视力也不会变好了。
于是有专家提出说学生近视的根本原因是没有良好的坐姿。
综上，这么大的学习压力下拥有一个能够爱护眼睛的装备是多么的重要截止到今日，青少年的实力问题已经引起了国内和国外一致关怀的大问题。
有材料表示，国内小朋友有26.96%的比率是眼睛不好的，初中生更多，已经多达53.43%，更有甚者是高中和大学生，普遍高达75%往上。
追其根本原因还是因为学生和自己的父母都没有对眼睛的爱护意识，不了解视力不好会带来的诸多问题和危害。
因此有将近一半的学生并没有重视这一问题，所以我们花了很长时间来研究视力爱护器。
通过营造科学的读书环境来规避长时间的读书和写字导致眼睛视力下降和身体的一些变形等问题1.2视力爱护器的现状就目前来看，国内和国外的很多电子公司都制造生产了视力爱护器，虽然国内制造的视力爱护器能够语音提醒用户坐姿不对甚至可以纠正一些读书时的不好的坐姿，但是总的来说，国内制造的视力爱护器的用途比较单一，对比现在人们的灵活的需要还是有一定的差距，所以这是满足不了用户的需要。
虽然在国外也在大力研究视力爱护的仪器，但是他们更倾向于研究近视的根本原因。
在美国的德克萨斯大学一位名叫于光的博士说，使用新奇的鱼类和果蔬是对视力的一种爱护，可以减少近视发生的几率。
他们觉得通过一些餐食进行有营养的搭配加上良好的学习习惯，可以非常好的爱护视力。
然而事实研究表明，现如今商场里真正能对视力起到爱护作用的机器基本上是没有的。
单片机技术在超声波视力防护器中的应用设计
单片机技术在超声波视力防护器中的应用设计摘要近年来，为了避免让孩子在学业起跑线上处于劣势，许多家长已对孩子施加了较大的学业压力。
孩子们普遍面临用眼时间过长、书籍与眼睛距离过近、以及阅读环境光线不佳的问题，这些因素共同导致了近视眼问题的日益普及。
特别是长时间用眼与不适宜的阅读光线，是引发近视眼的主要因素。
本文介绍了一款基于单片机的超声波视力保护器，详细探讨了其硬件电路和软件设计，实现了光线、定时和传感器报警功能。
在单片机技术日益受到关注的背景下，本设计依托STC89C52电路，运用C语言编程，成功地实现了所设定的功能。
文章还对该系统未来的发展做了展望，并为尚存的问题提供了合理的解决方案。
关键词：单片机，传感器，视力保护器第1章绪论1.1选题背景与意义21世纪是儿童学业压力最大的时期。
随着国家发展越来越强大，需要越来越多的人才，需要更多的人开发未知领域，父母的共同理念是孩子不应该在起跑线上输。
要从小培养孩子，密切关注孩子的学习，打着为了孩子好的旗号，报名参加无数的课外班，孩子不断学习，眼睛不停歇，近视的可能性普遍增加，镜片也随着书本变厚了。
根据中国眼科网络最新的近视调查，我国现有青少年十个人当中有五个以上就是近视眼，不仅是小学生，中学生占比更是达到了55%，大学生当中十个人约有7个是近视眼，占比达到了77%，中国目前近视眼患者约有3亿人，其中包括有大约2个亿的年轻人。
虽然近视是遗传性的，但大多数近视是后天造成的，包括：阅读时光线强度不适、坐姿不正确和过度使用眼睛。
面对现在因学习任务带来的巨大压力，更加需要一个可以保护视力的仪器来保护儿童的眼睛。
目前，国内外公共卫生组织共同关注的话题无疑就是近视眼的问题，根据近年来的调查，一半以上的家长缺乏对视力保护的基本认识。
不知道“近视和失明只是一种倒退”的风险。
随着医疗技术的进步，大多数人通过眼科手术摘下眼镜，然而，大多数学生和家长只看到手术的好处，却看不到手术的坏处。
单片机超声波视力保护系统设计
单片机超声波视力保护系统设计
罗发贵;李大洪;甘庆华
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)29
【摘要】由于人们对人才教育的器重已经达到了新的高度,压力最终都落到学生身上,导致学生的近视程度越来越高。
基于此,设计提出一款超声波视力保护系统。
通过设计定时芯片实现显示器实时显示当前时间,能让用户及时查看学习时间和把控解题速度;设计语音播报电路,通过主要播放声音的形式通知和提示主人适当休息;利用超声波实现用户目视距离的测量,达到距离过近语音提示效果;搭建光敏电路,在光线比较暗的情况下能实现自动开灯效果;系统还带有GSM短信通讯功能,如果孩子不听从语音提示,长时间没有调整坐姿,就会触发短信警报通知监护人。
最终能让主人在保持身体健康的同时,提高学习效率,实现劳逸结合。
【总页数】4页(P41-44)
【作者】罗发贵;李大洪;甘庆华
【作者单位】兴义民族师范学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH786
【相关文献】
1.基于单片机的视力保护系统设计
2.多功能超声波视力保护系统设计
3.基于单片机的超声波视力保护器设计与研究
4.基于单片机的视力保护器系统设计
5.基于单片机的视力保护及身姿矫正系统设计
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超声波视力保护仪的设计实现
定性能较强，且经济实惠，由此得到了更加广泛的应用。
目前来看，单片机和我们的生活联系越来越大，诸如生活当中微波炉、空调等，均离不开单片机的帮助。
特点方面分析，单片机最突出的特征便是体积小，即集成性能强，从内部结构方面来看，其属于普通计算机系统的一种简化，配以相应的外围电路，便可得到对应的小系统，具备较强的可扩展性。
单片机还具备较强的数据处理能力，这对于单片机的工业应用来讲，能够很好的增强其智能化与数据处理能力。
除此之外，在社会进一步发展的当下，超声波测距系统的重要性日渐提升，应用范围也由此扩大。
超声测距属于一类非接触监测技术，光线与被测对象颜色对其不造成影响，可于相对恶劣的环境中进行应用，所以用途前景是较广的。
进行地形测绘时，在建造桥梁与油井、测试井深方面的效用均是较强的。
超声波监测十分便利，且计算简单，传达迅速，可进行实时控制，能够达到工业测量精度标准。
1 系统总体结构系统使用STC89C52单片机当作多功能视力保护器当中的核心控制单元，本系统利用光敏电阻获取光线信号，利用AD获取光线信号强弱情况，以此将光线强度进行等级化划分，明确出对应的报警等级达到报警目的；依据超声波测帮助使用者规范作息时间；系统使用的报警电路是三极管驱动蜂鸣器所构成的。
详细的系统设计方案如图1所示。
2 系统硬件设计电源定时提醒模块超声波测距模块主控制器报警提示模块■2.1 电源稳压电路采用5V电源为系统供电，经过试验测得5V电压能够使单片机、AD转换模块、传感器稳定运行。
本设计通过USB电源输出接口为系统供电，为了环保目的放弃使用3节5号1.5V干电池为系统供电。
■2.2 主控制器模块采用STC89C52单片机作为主控制单元。
单片机其有SK字节程序存储空间（FLASH)，512字节数据存储空间（RAM),4个8位I/O口，3个16位定时器叶数器，4个外部中断。
充分分析视力保护仪主要实现声光报警提醒，检测来自光敏电阻的光强度信号，分析超声波传感器传来的信号，STC89C52完全能够满足本设计所需的各种要求。
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本次设计的目的是为了设计一个能够帮助人们更好的合理的使用人们眼睛,并且在此过程当中能够有效达到保护视力的目的,同时也为了保护青少年的健康问题,以中小学生健康成长的目的。
设计的要求为本设计将采用STC89C52/51、AT89C52/51单片机作为主控芯片；利用LCD1602液晶来实时显示信息；利用DS1302产生时钟信号;利用LCD1602液晶上实时显示时间、日期、读书倒计时、人与视力保护仪的距离;预设人与视力保护仪距离低于多少时蜂鸣器报警,当人与视力保护仪的距离低于设置好的报警值时,蜂鸣器会鸣叫提示你保持距离,当你高于报警值时蜂鸣器会自动停止鸣叫。
1.绪论
1.1背景、意义
当今社会由于电视机、电脑、PS4、NS等等的各种电子设备的大量流通,而成为街机，从而使得青少年的眼睛过于使用,导致过度疲劳。这样对青少年们的视力影响很大。通过上网大量查阅资料显示我国现有的盲人数量为500多万人,低视力的人群也接近千万人,儿童与青少年特别容易受到影响。根据全国学生体质健康调研的最新报告数据显示,我国现在小学生的近视眼发病率为22.78%,中学生的近视眼发病率已经达到55.22%,而高中生的近视眼发病率更是高达70.34%。而根据世界卫生组织2019年的最新研究报告,在目前中国社会近视患者人数就拥有接近6亿人,这些人口几乎是已经达到了总人口数量的一半。预计到2020年的时候，我国拥有的近视患病人口将超过7亿，而其中的青少年则更是"重灾区"。所以怎样去保护青少年，乃至成年人的视力问题已经成为了一个很重要的问题。
3.2硬件选型
3.2.1STC89C51单片机
STC89C51是一个系统可编程芯片。STC89C51RC具有8051核的ISP。STC89C51的最高工作时钟频率为80MHz。而它的Flash只读程序存储器可以被反复擦写1000次。STC89C51拥有8位中央处理器以及ISP Flash存储单元，而且还拥有系统可编程(ISP)特性。此外他还能够被电脑的控制程序所控制利用。而这就是意味着用户可以直接通过电脑将程序代码下载进单片机。而这样做就有着许多的优点，例如速度更加的快。STC89C51的特点是高速和低功耗，是新一代8051单片机。STC89C51单片机是单时钟、机器周期的兼容8051内核单片机。STC89C51拥有全新的流水线，指令集结构经过精简，并且还具有MAX810专用复位电路。
而在现在这种情形下,如果我们能够开发一种多功能视力保护仪,通过营造一种健康的阅读学习、使用眼睛的环境。从而帮助人们避免因为距离过近,又或者是使用眼睛的时间太长而导致视力的下降。科学的帮助人们防范和改正因为不良的阅读学习习惯。
在中小学阶段学生缺乏自觉意识，读写姿势不标准，从而导致学生近视。而家长和老师又无法随时陪在孩子身边，对孩子加以提醒。时常提醒也会起到反作用，激发孩子的逆反心理，起不到该有的作用。不良的读写习惯养成以后就很难矫正，而学生有大部分时间在学习，阅读。这样的读写习惯更容易对他们的身体健康产生不好的影响。而孩子在中小学时代，正式他们生长的关键期。这样不良的习惯，十分影响孩子的成长。例如会脊椎弯曲或者是含胸驼背。而我们的设计目的正是设计出一款产品，利用产品来提醒学生，要保持坐姿正确，维持学生和书籍之间的距离。养成一个良好的读写习惯。同时还能够帮助学生提高自己的学习效率。
1.2发展现状
上网查阅大量数据，有研究显示现在近视的发展速度已经远远超越了人类对它的了解的程度。美国眼科学会宣称近视眼每年要花费3万亿美元的成本在健康和影响效率的方面。并且在2050年时,近视人口将达到全世界人口的一半这也是有可能发生的。
而经过调查显示现在国内的许多的坐姿矫正设备大多都具有局限性和单一性。而设计的新型的视力保护仪正是采用人机交互的理念，以及以人为本的理念。科学合理的的排除不良因素对视力的影响,对中小学生的健康成长发挥了重要的作用。
图2.2HC-SR04测距时序图
3.硬件设计
3.1原理图开发环境
Keil C51是美国的Keil Software公司开发出品的。Keil C51正是一款为51系列兼容单片机提供C语言软件开发的系统。C语言在结构性、功能等多方面上和汇编相比具有着十分优异的优点。而也正是这些优点，使得它方便被人们学习和使用。Keil通过一个集成开发环境使得包括库管理、C编译器等等在内的各部分能够组合在一起。而也正是它的这些优点使得他成为了使用C语言编程的利器。即便是你不需要使用C语言，仅仅只使用汇编语言编程，它的强大优势一样会使得你对它颇有好感，从而获得强大助力帮助你快速完成，事半功倍。
图2.1结构框图
2.2工作原理
超声波传感器的工作原理是指利用发生和接收超声波，来实现对距离的测量。超声波传感器法送超声波，由超声波传感器的发送器部分来完成。它的原理就是利用振子的振动向空气中发射超声波。接受超声波是由超声波传感器的接受部分完成。这部分的原理是接收由发送器部分发送的超声波经反弹后的超声波，然后将它转换为电能输出。另外不论是超声波传感器的发送器部分，还是接收器部分都受到控制部分的控制。比如控制发送器部分发送超声波的探测距离等。而整个系统的工作一样也需要有能量的提供，这些能量都是由电源部分来提供。这样在电源、控制部分的共同作用下，超声波传感器就可以通过发送器部分发射超声波，接收器部分接受超声波，就能实现对距离的测量。
视力下降会产生很多的问题，例如眼疲劳、视网膜脱离等等的症状,所以视力下降不仅影响着青少年的日常生活和学习,与此同时对学生的健康也有着很大的危害。由此可见,视力问题已经不只是我们这一代的问题,对于下一代来说同样也有着很大的干系。
近视在当今社会来说可以说是一个很常见的问题,近视被分为两种近视一种假性近视，可以被治愈。另一种真性近视，无法被治愈。目前主流的观点认为真性近视可控,但是却不可治愈。所以眼睛一旦出现真性近视,在平时就一定要保持合理的用眼习惯,尽量减缓近视发展的速度,而对于近视的矫正,目前主要还是通过框架眼镜、角膜接触镜或者成年以后行屈光手术提高视力。
2.总体方案
2.1整体构思
本次的设计是利用超声波测距传感器来实现使用者和书籍等物品之间的距离的测量,当超声波测距传感器测量出来的距离小于设备调节设定的距离,此时蜂鸣器就会发出声音响动,以此来提示使用者因当要保持自身与书籍等物品之间的间距;LCD1602显示屏则是用来显示现实实际的时间,使用者的学习时间、以及使用者与书籍等物品之间测量出来的距离。并且当学习时间的倒计时完成时,蜂鸣器同时也会滴滴提示以提示使用者因当要注意阅读或是学习、工作等事情的时间。同时提示使用者因当要注意自身的休息以免导致用眼过度,而造成眼部不适。由此来保障使用者的眼睛的保养,完成本设计的设计初衷,同时以此来达到设计最初的目的。