基于单片机的超声波视力保护仪的设计毕业设计论文
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。
基于单片机的多功能视力保护仪设计
• 156•针对青少年在看书学习时存在的不良习惯，设计一种以STC89C52单片机为控制核心，具检测、测距、测温、参数设置、报警等多种功能的视力保护仪。
若光强在设置范围外、实测距离低于设置值或达到设置学习时间时，进行报警提示，及时纠正坐姿及进行视力保护。
本文详细介绍了设计方案、硬件设计及软件设计方法，并通过Proteus 与Keil 软件的仿真调试分析及系统的实物调试分析，表明系统达到设计要求。
随着社会的进步，青少年也越来越重视学习，学习的时间也不断增加。
但由于不规范的坐姿，长时间的用眼，光线条件不佳等因素，也导致了青少年的近视率越来越高。
如何规范青少年的学习姿势,保护视力，降低近视的发生率，已经成为亟待解决的问题。
本设计从青少年在学习中保护视力的角度出发，设计出一款具有感光检测、测距、测温、参数设置、报警提示等多种功能的视力保护仪，能实时监测使用者在看书学习的状态。
若出现坐姿不正，光线过暗或过亮，或看书时间过长等情况，立即进行报警提示，从而起到保护使用者视力的作用，此外还可具有显示环境温度等附加功能。
1 方案设计及硬件设计1.1 方案设计根据设计要求，得到系统原理框图如图1所示。
系统以ST-C89C52单片机为核心，整个系统主要由单片机最小系统、光线传感器电路、A/D 转换器电路、超声波测距电路、测温电路、参数设置电路、液晶显示屏、报警电路等构成。
软件部分采用C 语言模块化设计，系统采用循环检测模式来对光线强度、人脸部与桌面的距离、学习时间、环境温度等进行显示及报警提醒。
图1 系统原理框图1.2 光线强度检测电路设计本系统的光线强度采用光敏电阻来进行检测。
光敏电阻内部导电率会随光照强度而发生改变。
当光线强度变大时，导电率也随之变大，使电阻值变小，输出电压也将线性增大。
本电路中，采样到的电压值u=VCC ×LDR1/(R2+LDR1),经过AD 转换器ADC0832的CH0通道进行A/D 转换，转换结果经单片机读取后得到对应的电压值并进行处理。
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。
基于单片机的视力保护及身姿矫正器设计
摘要近年来，我国青少年近视率大大增加。
对此本文提出了一种以单片机为核心的视力保护及坐姿矫正器设计。
本文利用大学三年课堂中所学习的的一些理论知识和实训课中所学到的实践能力，以STC89C52单片机为核心元器件，围绕它进行硬件电路设计和软件程序设计。
其中硬件电路有：整体电路的核心单片机最小系统电路、用来检测书写距离的红外线检测电路、用来检测学习时光线强弱的光线检测电路、用来作为显示设备的LCD1602液晶显示电路、以及用来作为提醒报警的蜂鸣器LED提醒电路。
软件程序方面，本设计主要利用单片机C语言作为软件语言，其中比较主要的有红外线模块驱动程序、定时报警程序、单片机驱动程序等。
本设计以单片机原理与接口技术、C语言程序设计、数字电子技术、模拟电子技术等课堂里的知识传感器等知识为主要理论依据，具体就多功能视力保护器的理论与硬件设计进行了研究。
关键词：单片机原理与接口技术；传感器技术；C语言程序设计；目录第一章设计背景1.1引言1.2研究背景与意义第二章产品的功能2.1、预计功能2.2、具体设计思路第三章硬件设计3.1、主电路的组成3.2、单片机最小系统电路3.3、红外线检测电路3.4、光线检测电路3.5、报警电路3.6、其他辅助电路第四章软件设计4.1、程序框图第五章心得体会第六章结论第一章设计背景1.1引言青少年时期是身体发育的重要阶段，由于青少年在看书、写字时不能持久保持正确姿势，容易造成近视、驼背等疾病，严重危害青少年的正常发育。
目前很多学生由于不注意自己的坐立姿势，小小年纪就给人一种精神不振的感觉，时间长了对其自身的骨骼成长也有很大影响。
据调查，现在的青少年有60% 80%都有不同程度的近视、驼背、偏肩等情况，对未来的学习、工作、生活造成很大影响。
另外，成年人也需要保持正确的坐姿，以防脊椎患病。
1.2研究背景与意义通过对现有产品的调查，市场上的视力坐姿矫正器主要机械平衡式坐姿矫正器，列如电子平衡式防瞌睡报警器、背背佳、利资坐姿乔正器、支架式坐姿矫正器等等。
基于单片机的超声波测距仪设计毕业设计(论文)
本科毕业设计(论文) 题目基于单片机的超声波测距仪设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文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和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
多功能超声波视力保护系统设计
多功能超声波视力保护系统设计李书婷【摘要】At present, a large part of domestic students are myopia, especially middle school students accounted for more than 70％, and the community appears more than a single vision protection,can only unilaterally control the reader's eyes to the distance of the book,aspects of the full range of protection of vision. In response to this problem, we designed a new type of vision protection,from reader to reading distance,light and time three aspects,a comprehensive protection of the reader's eyes. The use of single-chip control ranging,light and time of the three parts, each part complement each other,from different aspects to achieve the effect of protecting eyesight,so that the eyesight of high school students no longer suffer from myopia,early removal of glasses.%目前国内学生有很大一部分都是近视眼,尤其是中学生占到了70％以上,而社会上出现的视力保护器都比较单一,只能单方面地控制读者眼睛到读物的距离,并不能从各个方面全方位的保护视力.该文设计制作了一款新型的视力保护器,它从读者到读物的距离、光线和时间3个方面,全面地保护读者眼晴.利用单片机控制测距、光线和时间3个部分,每个部分相辅相成,从不同方面达到了保护视力的效果,使中学生的视力不再受近视眼的困扰,早日摘掉眼镜.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2019(034)001【总页数】5页(P104-108)【关键词】多功能;超声波;视力保护【作者】李书婷【作者单位】商洛学院电子信息与电气工程学院, 商洛 726000【正文语种】中文【中图分类】TP216我国在1992年专门成立了近视眼专家小组，各种预防近视眼的产品层出不穷，从简单到复杂、由单一到多元、科技也经历了一个由低到高的历程。
基于单片机的视力保护器电路的设计
基于单片机的视力保护器电路的设计摘要：如今这个时代被人们称为信息时代，这些年，计算机技术以不可阻挡之势迅猛发展，在工业、农业、国防、医疗、科研等众多领域发挥着重要的作用，成为各国衡量其国际竞争力的重要标准之一。
单片机有着优越的控制能力，在工业控制、医疗控制，只能仪表等领域有着广泛的应用，更以有着无比的优越性从而成了微型的计算机的一个非常重要的分支。
本文主要介绍了单片机的发展概况和视力保护器的发展历程，利用单片机AT89C51设计一款性能优越的视力保护器。
在AT89C51型单片机的硬件设施基础上实现测距、感光、定时、报警四大功能。
其中测距模块和感光模块主要是由相应的传感器组成，实现对使用者距离和周围环境光线强度的检测和报警功能。
定时模块是由单片机的运行程序构成，实现对使用者学习时间的监测和提示功能。
介绍了利用Keil平台实现定时汇编语言的方法。
同时也简单介绍了该技术的应用现状和发展前景。
关键词：单片机；传感器；定时器；KeilVision protector circuit design based on single chip microcomputerAbstract：Now this era known as the information age, these years, the technology of the computer to the irresistible trend of rapid development,and plays an important role in many fields of industry, agriculture,national defense, medical, scientific research, become one of the most important standards to measure the international competitiveness of the countries.Single chip microcomputer as an important branch of microcomputer, with its superior control function, in the industrial control, intelligent instrument system is showing its superiority.This paper mainly describes the present situation of the development of the single chip microcomputer and the development of vision protector, using single-chip microcomputer AT89C51 design a superior performance vision protector. On the basis of type AT89C51 single chip microcomputer hardware implementation ranging, photographic, timing,alarm, four big functions. The ranging module and photosensitive module is mainly composed of the corresponding sensor, realize the user distance and ambient light intensity detection and alarm function. Timing module is made up of single chip microcomputer to run the program, implementation of the user study time monitoring and prompt functions. Introduced the method of using Keil platform implementation timing assembly language. At the same time also simply introduces the present situation of the application of the technology and development prospects.Key words: Single chip microcomputer；transducer；timer；keil目录1.绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 视力保护器的现状及其展望 (2)1.3 主要研究内容 (2)2．系统硬件设计 (4)2.1 8051单片机简介 (4)2.2 传感器辅助坐直报警电路 (7)2.3 8051单片机的中断系统 (8)2.3.1中断的概念 (8)2.3.2中断系统结构以及中断控制 (9)2.3.3中断响应及中断处理过程 (12)2.4 光线报警电路 (13)2.4.1光敏电阻控制电路 (13)2.4.2光线发声报警电路 (13)2.5 定时报警电路 (14)2.5.1单片机控制电路 (14)2.5.2定时器报警发声电路 (15)3. 开发系统软件设计 (16)3.1 Keil C51软件简介 (16)3.2程序的模块化划分 (16)3.3程序模块 (18)3.3.1超声波测距模块 (18)3.3.2外部中断模块 (19)3.3.3定时模块 (20)4. 结论及展望 (22)参考文献 (23)附录 (24)第一章绪论1.1选题背景随着改革开放的发展，现如今社会对于广大社会人群要求其知识水平越来越高，特别是学生，故而现在是学生学习的高峰期，对他们的造成的学习压力也是特别繁重的。
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。
基于单片机的视力保护系统
基于单片机的视力保护系统1. 引言1.1 研究背景随着现代科技的不断发展，人们生活中使用电子产品的时间也越来越长，如手机、电脑等，这些电子产品对我们的视力带来了很大的挑战。
长时间盯着屏幕会造成眼睛疲劳，甚至导致视力下降。
研究如何有效保护视力成为了一个亟待解决的问题。
随着单片机技术的不断成熟和普及，基于单片机的视力保护系统应运而生。
通过对人眼疲劳程度的监测和分析，系统可以提供相应的保护措施，比如提醒用户适时休息、调节屏幕亮度等，从而有效减少对眼睛的伤害，保护视力健康。
在这样的背景下，本文将研究基于单片机的视力保护系统的设计与实现，旨在为人们提供一个便捷、有效的方法来保护视力。
通过对系统的功能实现和性能测试，验证系统的可靠性和有效性，为进一步完善和推广该系统奠定基础。
希望通过本文的研究，能为视力保护领域的发展贡献一份力量。
1.2 研究目的视力是人类重要的感觉之一，随着现代社会对电子产品的广泛应用，人们的眼睛受到了越来越大的挑战。
长时间使用电子产品容易造成眼睛疲劳、视力下降甚至眼部疾病。
研究开发一种基于单片机的视力保护系统具有重要的现实意义。
本研究旨在通过设计一个基于单片机的视力保护系统，有效减少长时间使用电子产品对眼睛的伤害。
具体目的包括：1. 设计一套完善的硬件系统，包括传感器、显示器等设备，用于监测用户眼睛的状况并进行有效的保护。
2. 开发一套智能的软件系统，能够根据用户的眼睛状态进行实时监测和提醒，帮助用户合理使用电子产品。
3. 实现多种保护功能，包括定时提醒休息、调节屏幕亮度、滤除蓝光等措施，提高用户的使用体验并减少眼睛疲劳。
通过以上目的的实现，本视力保护系统将能够有效地保护用户的视力，提升用户的生活质量，对于促进社会健康发展具有积极的意义。
1.3 研究意义视力对于人类的生活和工作都至关重要，而随着现代社会中电子产品的普及和智能化程度的提高，人们长时间使用电子设备的情况也越来越普遍。
长时间使用电子设备会给人的视力健康带来一定的危害，例如眼睛疲劳、眼睛干涩等问题。
基于单片机的视力保护仪设计
电子基础0 引言青少年近视成为社会的一个普遍现象。
因而，需要有一个视力保护装置，来提醒人们注意用眼习惯。
现如今市场上的视力保护仪产品功效比较单一，而且使用不方便。
本文利用单片机设计一款使用方便、具有多重选择功能的视力保护仪来保护学生视力。
1 总体方案设计该设计以单片机为中心,利用光敏电阻感应光线强度，经过A/D转换芯片将感应到的光强度值进行等级划化；利用超声波模块与单片机之间的中断；通过单片机自身所带的定时器对学习时间进行计时；通过显示屏显示各模块参数；2 系统各单元硬件设计■2.1 单片机选型单片机作为该设计的中心模块，其作用在于完成系统的主动报警和语音提示功能，解决超声波模块检测到的距离信息，将光敏电阻检测到的光线信号作以处理。
本系统选用性价比较高的STC89C52单片机作为整个设计系统的核心。
■2.2 光强度检测模块系统中采用光敏电阻对光信号进行采集，光线的强弱能直观的体现在光敏电阻的阻值变化上，间接反映在体现了光敏电阻两端电压值的变化上，而后经过单片机控制的A/D 模数转换芯片对光敏电阻两端的电压信号进行采集，将其转换后通过显示屏显示出光照强度大小。
ADC0832是可以同时进行读和写的A/D转换芯片，转换速度快且稳定性能强，可以适应一般的模拟量转换要求。
该系统采用光敏电阻串联一个色环电阻，其作用是为了限流电阻，防止光敏电阻的阻值变化时造成电压波动。
■2.3 超声波测距模块该装置需要测量人脸和桌面的距离以此来确定坐姿，当间隔低于设定值时就会发出语音提醒。
超声波因为方向性强，而且在空间中传播的距离比较远，因而选用超声波进行距离检测。
HC-SRO4超声波模块是一款非接触式距离检测模块,其性能稳定，可以检测2cm到450cm的间隔，测量精度非常高。
■2.4 语音提示模块语音提示模块具有语音播报提示功能：当视力保护器与人体距离小于设置距离时语音播报“距离近了，请坐直”，当光强度值小于设置光强度值时语音播报“光线暗了，调亮些”，当学习时间达到设定值时语音播报“时间到了，休息一会儿”。
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。
基于单片机的视力保护器论文
4 系统硬件设计硬件主要以8051型单片机为核心，功能电路主要包括超声波测距电路、光线报警电路、定时报警电路以及报警发声电路等核心电路。
利用单片机的C 语言和汇编语言进行编程。
图4.1是本系统设计的基本框图。
图4.1 系统设计基本框图4.1 超声波测距4.1.1超声波测距原理超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加乐统笛、液哨气流旋笛等，它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因面用途也各不相同。
目前在近距离测量方面较为常用的是压电式超声波换能器。
根据设计要求并综合各个方面因素，采用压电式超声波换能器。
超声波测距系统设计框架如图4.2所示。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为340m/s ，根据计时器记录的时间t ，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。
这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。
图4.2 超声波测距系统设计框图测距的公式表示为：L=C×T 式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距误差分析根据超声波测距公式L=C×T，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。
时间误差:当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s (20℃室温)，忽略声速的传播误差。
测距误差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
超声波视力保护器
届．别． 2013届学号毕业设计多功能视力保护器的设计姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间1摘要本文提出了一种基于单片机的多功能视力保护器。
讨论了89c52型单片机的硬件电路和软件设计。
并在此硬件基础上实现传感器报警电路、光线强度报警电路及定时报警电路。
目前各种单片机控制的理论和实际应用系统的设计正在引起人们的广泛关注。
主要为单片机的发展概况以及视力保护器的发展概况，并通过89c52单片机实现控制电路并利用c语言编程，以及利用单片机的定时功能实现定时的方法。
可以知道单片机控制的原理及设计和系统主要硬件组成部分及其作用，给出了整个系统软件流程图和部分子程序流程图。
介绍了该技术的应用前景和推广价值。
而且提出了本系统尚需解决的一些问题，并给出了可能解决这些问题的途径和方法。
本设计以超声波技术为主要理论依据。
具体就视力保护器的理论与硬件的设计进行了研究。
关键词：单片机；超声波；视力保护ABSTRACTThis paper presents a multi-function eyesight protection device based on mcu.Discusses the hardware circuit and software design of 89C52 single chip microcomputer.Based on the hardware realization and alarm circuit timing sensor alarm circuit alarm circuit, light intensity.Design the SCM control theory and practical application system has attracted widespread attention.Mainly for the development of MCU and eyesight protection development of device, and using C language programming and control circuit through the 89C52 MCU, timing method and timing functions using scm.We can know the main principle of hardware and system and design of single chip computer control part and its function, the system software flowchart and somesubroutine flow chart is given.Introduced in this paper. The application prospect and popularization value.And put forward some problems of the system needed to solve, ways and methods and gives the possibility to solve these problems.The design of ultrasonic technology as the main theoretical basis.The research of the theory and hardware design vision protection.Key words:MCU; ultrasonic; vision protection1 绪论1.1 课题背景21 世纪是广大中小学生学习压力最大的时期。
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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。
通过LCD显示各种参数信息，并能在线修改各个参数初值来适应不同使用者的需求。
软件利用C语言进行编程，并采用模块化的设计思路。
该系统具有简单实用的特征，对青少年视力保护具有很好的效果。
本设计通过实践证明该视力保护器可行且可靠性很好，使用方便。
本设计期望通过该电子的制作和理论的研究，能为后期进一步设计多功能视力保护器并采取合理措施提高视力保护的有效性提供可靠和有效的数据源和信息依据。
关键词：单片机；液晶显示；报警；测距Ultrasonic distance measurement based on single chipZHAO Xue-qin,WU Zhi-rong(Electrical Engineering College,longdong University,Qingyang 745000,Gs)Abstract:This design is the main content of human vision and desktop distance detection circuit design and production, the working principle of the circuit is controlled by AT89C51 single chip microcomputer as the core, through the ultrasonic sensor range, can realize user distance and the learning time for timing and by the time has come to prompt the alarm function and user attention with eye health function. Through the LCD display various parameters, and can modify the parameters of the initial value on-line to meet the needs of different users. Software using C language programming, and USES the modular design thinking. The system has the characteristics of simple and practical, has the very good effect to teenagers vision protection.This design through the practice has proved the vision protector feasible and good reliability, easy to use. This design expectations through the theoretical study of the electronic production and late for further design of multifunctional vision protector and take reasonable measures to improve the effectiveness of eye protection to provide reliable and effective data and information basis. Keywords: microcontroller; LCD display; alarm; ranging1 引言1.1 研究的背景单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。
单片机已经无处不在、与我们生活息息相关，并且渗透到生活的方方面面，如空调、VCD机、手机、微波炉、自动洗衣机及汽车电子设备等。
单片机的特点是体积较小，也就是其集成特性，其内部结构是普通计算机系统的简化，增加一些外围电路，就能够组成一个完整的小系统，单片机具有很强的可扩展性。
它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能，通过使用一些科学的算法，可以获得很强的数据处理能力。
所以单片机在工业应用中，可以极大地提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率，而且单片机无需占用很大的空间。
当前由于电视、网络的高速发展、学习压力的加重等诸多因素，使得青少年长时间不卫生、超负荷用眼，造成了青少年近视率大大提高。
据国家统计局最近的一项调查显示，目前我国学生视力低下的状况令人担忧。
小学生近视比例为34%，初中生为68%，重点高中生为90%左右，在校大学生视力合格者更少。
而在高考体检中由于自身缺陷原因被限考的学生当中有74%为近视。
据卫生部、教育部联合调查，目前我国学生近视发病率居世界第二，人数居世界之首，全国近视及眼疾患者近3亿人，已经成为全社会关注的公共卫生和社会问题。
视力下降不仅影响青少年的日常生活和学习，对青少年的身心健康造成极大的影响，同时给青少年的成长与发育造成极大的障碍]1[。
在这种情况下，亟须开发一种智能视力保护器。
通过创造健康的读写环境和科学方式，避免因长期读写而导致的近视、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，防范和解除不良读写习惯，避免给人们身体带来伤害。
1.2 研究的主要内容自1992年全国防近视专家指导小组成立以来，防近视产品经历了一个由简单到复杂、由单一到多元、由科技含量低到科技含量高的历程。
在此基础上，科学家们进行了大量艰苦的研制开发工作，推向市场的产品多达几百种，给防近视工作带来了无限的生机。
在国内新疆乌鲁木齐市旭之龙科技有限公司生产的“学生1.5视力保护器” 又名称坐视宝，它能对使用者的坐姿不当进行提示。
还有深圳市华恒电子有限公司生产的型号为MS-3023的坐姿矫正器。
可以纠正看书，写字的不良坐姿。
总体看来，国内生产的视力保护器功能特点比较单一，与人们的个性化需求尚有很大的差距，故不能很好的满足广大使用者的需求。
国外也致力于对保护视力的研究，但是他们更侧重于对近视原因的研究。
美国德克萨斯大学西南医学中心何于光博士表示，吃鱼和新鲜蔬菜能够保护视力，降低发生近视的概率。
他们认为通过合理的饮食营养搭配，以及正确的学习习惯，对视力的保护能起到事半功倍的作用。
研究证明，现有的产品只是侧重视力保护的单一方面，功能尚不全面，不能从多个角度保护使用者的视力。
课题由51单片机最小系统、超声波测距模块、显示电路、温度传感器等组成。
利用超声波测距模块HC-SR04测量距离，并对数据进行分析处理，传给51单片机，再通过1602 LCD显示出来，同时电源部分采用5V直流电源。
1.3 应解决的关键问题1、对主要硬件电路设计、制作实物时拟解决的关键问题是：温度等外界干扰对测距精度的影响。
2、超声波测距采用软件编程实现，通过仿真验证其正确性。
2 总体方案设计系统采用STC89C52单片机作为多功能视力保护器的核心控制单元,本系统通过光敏电阻采集光线信号，通过AD采集光线信号的强弱，把光线强度等级化，通过设定报警等级来实现报警；利用超声波测距传感器测出人脸部与桌面的距离，当小于设定距离时发出报警声提醒；通过单片机内部定时器计时，当使用达到45分钟时电路自动发出声音提示,提醒使用者注意休息；系统采用的报警电路由三极管驱动蜂鸣器组成。
系统总体的设计方框图如图2.1所示]2[。
图2.1 系统总体方框图2.1 硬件设计2.1.1 电源稳压电路设计本系统采用电池供电，我们考虑了如下方案为系统供电：电源电压通过7805稳压芯片为单片机及其它模块提供+5V电压。
经过实验验证系统工作时，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，而且电池更换方便。
2.1.2 主控制器模块系统采用STC89C52单片机作为智能视力保护器的核心控制单元，充分分析系统，其关键在于实现系统的自动报警与提醒，处理超声波测得的信号，以及处理光照强度信息，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。
这样一来，单片机就可以充分发挥其资源、有较为强大的控制功能和运算功能，I/O口均可按位寻址，同时STC89C52单片机价格非常低廉，这是一种较为理想的方案。
2.1.3 光照强度检测模块光强检测系统采用光敏电阻。
光敏电阻的工作原理是当有光线照射时，电阻内原本处于稳定状态的电子受到激发，成为自由电子，所以光线越强，产生的自由电子也就越多，电阻就会越小。