多功能视力保护器CAD课程设计

2016 ~ 2017 学年第2 学期

《电子线路CAD实训》课程设计报告

题目：多功能视力保护器

专业：电子信息工程

班级：电子信息工程2班

姓名：

指导教师：

电气工程学院

2017 年5 月22 日

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一、任务书

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摘要

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。调查显示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，有41.6%视力低下的学生并未采取正确的矫正措施，又缺专业机构的治疗。

因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（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，防范和解除因不良的写作习惯给人们带来的伤害。

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。

关键词：视力保护器；多功能；超声波；光敏电阻。

目录

摘要 (1)

第一章引言 (3)

1.1 选题的背景 (3)

1.2 视力保护器的现状 (3)

第二章设计的目的及要求 (4)

1.1 设计的目的 (4)

1.2设计的要求 (4)

第三章电路设计分析 (5)

3.1电路原理框图 (5)

3.2电路设计原理图 (5)

第四章电路总设计 (6)

4.1自制元件Bell (6)

4.2电路原理图 (7)

参考文献 (9)

总结 (10)

三、指导记录（包括合作讨论情况） (11)

第一章引言

1.1 选题的背景

学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题，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。

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。调查显示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，有41.6%视力低下的学生并未采取正确的矫正措施，又缺专业机构的治疗。

因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（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，防范和解除因不良的写作习惯给人们带来的伤害。

1.2 视力保护器的现状

现在国内外已经有许多电子公司都有自己公司生产的视力保护器。国内这方面的研究现状为：在国内生产的视力保护器，又称坐视宝，它能有效的对使用者的坐姿不当进行语音提示。还有国内一些厂家生产的坐姿矫正器，可以纠正看书，写字的不良坐姿。总体来看，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药学中心何于光表示，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。

研究表明，市场上真正的多功能视力保护器几乎没有，现有的产品只是侧重视力保护的方面，功能比较单一，不能从多个角度保护使用者的视力。

第二章设计的目的及要求

1.1 设计的目的

a.培养学生团队合作精神

b.通过查阅手册和有关文献资料培养独立分析和解决实际问题的能力。

c.通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

d.掌握protel dxp原理图的设计方法，掌握PCB板图的设计。

e.综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。

f.培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

1.2设计的要求

a.设计硬件电路的protel原理图，确定各电路模块的主要参数。

b.按照要求绘制protel PCB板图。

c.校验实验报告。

d.制作出70mm×90mm的电路板，单双面布线，线宽为20mil，安全距离为10mil，布局合理，符合电气规则。

第三章电路设计分析

3.1电路原理框图

视力保护器由测光电路、显示电路、报警电路、定时电路4个部分组成，如图1所示

图 1 电路原理框图

3.2电路设计原理图

图 2电路设计原理图

本电路主要包含：该电路包括3个振荡器：（即超声波发射振荡器、报警声振荡器和定时用振荡器）、一个超声波接收放大器、一个光控电路和各功能的控制与指示灯电路。

第四章电路总设计

4.1自制元件Bell

4.2电路原理图

4.3制作符合要求的PCB板

4.4将电路原理图导入PCB板，得到PCB图

参考文献

1、齐跃峰. 电子线路CAD. 西安电子科技大学出版社, 2008

2、潘永雄.电子线路CAD实用教程（第三版）.西安电子科技大学出版社,2007

3、及力. Protel 99 SE原理图与PCB设计教程.电子工业出版社,2004

4、曾峰.印刷电路板（PCB）设计与制作.电子工业出版社，2003

5、关健、张晓娟.电子CAD.电子工业出版社，2003