单片机的读写坐姿不良提醒器的设计(附件)【字数：7277】
摘 要本论文以“基于单片机的读写坐姿不良提醒器的设计”作为研究内容，选择了STC89C51单片机作为主控核心部分，配置了一种坐姿不良提醒器控制系统，将这款坐姿不良提醒器佩戴在用户身上，可以自动对眼睛道书桌的距离进行高精度无误差检测并且能够根据检测结果高效判别用户的坐姿是否端正，与此同时通过发出警告信号来提示用户尽快矫正坐姿。在硬件系统设计方面，这种型号的坐姿不良提醒器控制系统以STC89C51单片机最小系统作为关键，结合了LCD1602液晶显示电路、报警电路和HC-SR04超声波传感器电路等一系列电路，通过各个电路模块之间的合理连接，构建成了这种型号的坐姿不良提醒器控制系统的硬件框架结构。本论文还实现了对该款坐姿不良提醒器系统的工作测试，将这款系统进行持续运行，执行每一个功能之后，系统表现出了应有的现象，将各项数据进行记录之后进行归纳总结，各项数据指标符合预期需求。
目录
一、 引言 1
（一） 坐姿不良提醒器的发展背景 1
（二） 坐姿不良提醒器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 坐姿不良提醒器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） 蜂鸣器简介 4
（五） 超声波传感器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 6
（三） 报警信号电路设计 7
（四） 坐姿监测电路设计 8
（五） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 坐姿不良提醒器的主程序流程设计 10
（二） 液晶驱动子程序设计 10
（三） 报警子程序流程设计 11
（四） 超声波传感器子程序流程设计 12
总结 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19
附录四 程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
20
引言
坐姿不良提醒器的发展背景
本次毕业设计将要研发的的是一种可以实现对系统参数的显示、报警和距离的快速检测等指标的坐姿不良提醒器控制系统，通过对图书馆和互联网上许多的研发资料进行查阅后我们可以发现，我们常说的坐姿不良提醒器事实上是一种内部以微型控制器作为控制核心，而且在片外配合丰富的模块电路而形成的一种电子控制系统，它的工作流程受到程序的严格控制，现在市面上的坐姿不良提醒器软硬件内部主控芯片早已普遍的在使用三十二位微型控制器了，早先的坐姿不良提醒器，也就是能够实现相关功能的坐姿不良提醒器，它的内部实现方法与今天市场上的相关产品有着明显差别，因为初期微型控制器还没有得到格外的重视，此时的技术研发主要是依赖的是传统的模拟电路技术，要想实现形如这类的效果，需要结合多个模拟电路模块来进行实现，我们知道模拟电子具备典型的特点，传输的信号在时域上是连续模拟的，在电路结构上需要丰富的电阻电容等简单元件来进行支持，长时间工作后容易发生信号漂移或误差累积等现象，从而初期的坐姿不良提醒器在模拟电子的控制下，功效较为简单，与此同时根据资料记载，这种原理结构庞大复杂的坐姿不良提醒器系统在持续工作运行后易于出现不稳定的工作结果，运行状态非常容易发生跳动。坐姿不良提醒器在最近几年中的快速进步发展与电子技术有着紧密的联系，随着人工智能、大规模集成技术、传感器设计技术的快速发展，这一些相关的知识学科在近几年里被普遍的应用在坐姿不良提醒器等控制系统中，外形体积不断缩小与此同时效果更加精确的智能传感器被大批量的推向市场，使得坐姿不良提醒器研发者在设计过程中可以有较多的选择，依照产品的不同应用系统和应用要求，来选择更适合的集成芯片或传感器件等模块，这样使得坐姿不良提醒器在工作过程中就能够发挥出更加完善的效果。
坐姿不良提醒器的国内外发展现状
近几年来无论是国内还是海外，对智能化的概念越来越重视，尤其是在坐姿不良提醒器这类里面以微处理器作为主控的系统里面，由于轻松实现系统的嵌入式，不同类型通过编程代码的操控很容易实现，当前国内对坐姿不良提醒器的研发成果，两方的差距越来越小，如今国内高校越来越重视对微处理器技术和传感器设计技术的教学，所以多数电子类相关专业的毕业生都具备了设计坐姿不良提醒器的基础，国内要想更大程度掌握研究坐姿不良提醒器的顶尖技术，还需要下很多努力。
本文主要研究内容
本章将进行课题设计内容的确立，考虑到每一项指标功能以及需要实现的性能，使用了宏晶公司设计的STC89C51单片机来担任微处理器控制器，通过对参数显示电路、蜂鸣器报警电路和超声波传感器电路的操控，实现这种型号的坐姿不良提醒器系统的各个性能，为了方便下文的设计过程，制订了下列各项设计内容：
1、实现将坐姿不良提醒器系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
2、配置蜂鸣器驱动电路，使得STC89C51单片机能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
3、配置HCSR04超声波传感器驱动电路，通过STC89C51单片机对其二线式驱动控制，实现对距离参数的准确测量；
方案设计及元器件选择
坐姿不良提醒器的方案设计
对于这款坐姿不良提醒器系统的研发内容来说，分为硬件电路和软件程序两个部分，其中硬件电路最为重要，系统硬件的运行效果以及平稳性将决定程序设计代码的工作效率和运行效果，这里首先在硬件层面，对这款坐姿不良提醒器系统的实现方案进行设计，如图中的系统框图所示，STC89C51单片机最小系统将作为关键部分，通过该部分实现对各个外围电路模块的控制驱动。
超声波模块电路以HCSR04型传感器作为核心部分，通过单片机的驱动将进行超声波的实时发射并且对反射回来的超声波进行接收；
报警模块主要由蜂鸣器及其驱动电路构成，在单片机的驱动下将报警信号的输出（眼睛与书桌过近时）；
液晶屏模块电路主要由LCD1602液晶屏及其对比度调节电路构成，单片机通过对它的驱动实现距离值的显示；
按键模块主要由机械按键组成，用于实现启动、暂停以及其他参数的设置；
目录
一、 引言 1
（一） 坐姿不良提醒器的发展背景 1
（二） 坐姿不良提醒器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 坐姿不良提醒器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） 蜂鸣器简介 4
（五） 超声波传感器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 6
（三） 报警信号电路设计 7
（四） 坐姿监测电路设计 8
（五） 按键电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 坐姿不良提醒器的主程序流程设计 10
（二） 液晶驱动子程序设计 10
（三） 报警子程序流程设计 11
（四） 超声波传感器子程序流程设计 12
总结 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 元件列表 19
附录四 程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
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引言
坐姿不良提醒器的发展背景
本次毕业设计将要研发的的是一种可以实现对系统参数的显示、报警和距离的快速检测等指标的坐姿不良提醒器控制系统，通过对图书馆和互联网上许多的研发资料进行查阅后我们可以发现，我们常说的坐姿不良提醒器事实上是一种内部以微型控制器作为控制核心，而且在片外配合丰富的模块电路而形成的一种电子控制系统，它的工作流程受到程序的严格控制，现在市面上的坐姿不良提醒器软硬件内部主控芯片早已普遍的在使用三十二位微型控制器了，早先的坐姿不良提醒器，也就是能够实现相关功能的坐姿不良提醒器，它的内部实现方法与今天市场上的相关产品有着明显差别，因为初期微型控制器还没有得到格外的重视，此时的技术研发主要是依赖的是传统的模拟电路技术，要想实现形如这类的效果，需要结合多个模拟电路模块来进行实现，我们知道模拟电子具备典型的特点，传输的信号在时域上是连续模拟的，在电路结构上需要丰富的电阻电容等简单元件来进行支持，长时间工作后容易发生信号漂移或误差累积等现象，从而初期的坐姿不良提醒器在模拟电子的控制下，功效较为简单，与此同时根据资料记载，这种原理结构庞大复杂的坐姿不良提醒器系统在持续工作运行后易于出现不稳定的工作结果，运行状态非常容易发生跳动。坐姿不良提醒器在最近几年中的快速进步发展与电子技术有着紧密的联系，随着人工智能、大规模集成技术、传感器设计技术的快速发展，这一些相关的知识学科在近几年里被普遍的应用在坐姿不良提醒器等控制系统中，外形体积不断缩小与此同时效果更加精确的智能传感器被大批量的推向市场，使得坐姿不良提醒器研发者在设计过程中可以有较多的选择，依照产品的不同应用系统和应用要求，来选择更适合的集成芯片或传感器件等模块，这样使得坐姿不良提醒器在工作过程中就能够发挥出更加完善的效果。
坐姿不良提醒器的国内外发展现状
近几年来无论是国内还是海外，对智能化的概念越来越重视，尤其是在坐姿不良提醒器这类里面以微处理器作为主控的系统里面，由于轻松实现系统的嵌入式，不同类型通过编程代码的操控很容易实现，当前国内对坐姿不良提醒器的研发成果，两方的差距越来越小，如今国内高校越来越重视对微处理器技术和传感器设计技术的教学，所以多数电子类相关专业的毕业生都具备了设计坐姿不良提醒器的基础，国内要想更大程度掌握研究坐姿不良提醒器的顶尖技术，还需要下很多努力。
本文主要研究内容
本章将进行课题设计内容的确立，考虑到每一项指标功能以及需要实现的性能，使用了宏晶公司设计的STC89C51单片机来担任微处理器控制器，通过对参数显示电路、蜂鸣器报警电路和超声波传感器电路的操控，实现这种型号的坐姿不良提醒器系统的各个性能，为了方便下文的设计过程，制订了下列各项设计内容：
1、实现将坐姿不良提醒器系统的参数显示功能，能够较高的清晰度将重要参数反馈给使用者；
2、配置蜂鸣器驱动电路，使得STC89C51单片机能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
3、配置HCSR04超声波传感器驱动电路，通过STC89C51单片机对其二线式驱动控制，实现对距离参数的准确测量；
方案设计及元器件选择
坐姿不良提醒器的方案设计
对于这款坐姿不良提醒器系统的研发内容来说，分为硬件电路和软件程序两个部分，其中硬件电路最为重要，系统硬件的运行效果以及平稳性将决定程序设计代码的工作效率和运行效果，这里首先在硬件层面，对这款坐姿不良提醒器系统的实现方案进行设计，如图中的系统框图所示，STC89C51单片机最小系统将作为关键部分，通过该部分实现对各个外围电路模块的控制驱动。
超声波模块电路以HCSR04型传感器作为核心部分，通过单片机的驱动将进行超声波的实时发射并且对反射回来的超声波进行接收；
报警模块主要由蜂鸣器及其驱动电路构成，在单片机的驱动下将报警信号的输出（眼睛与书桌过近时）；
液晶屏模块电路主要由LCD1602液晶屏及其对比度调节电路构成，单片机通过对它的驱动实现距离值的显示；
按键模块主要由机械按键组成，用于实现启动、暂停以及其他参数的设置；
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