单片机的多功能视力保护器的设计(附件)【字数：9240】
摘 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，这就是我们做这个研究的意义。该论文设计目标是基于微控制器的多功能视力保护装器，包括硬件电路和软件程序。硬件由超声波距离传感器、光强度传感器和报警电路组成。当用户眼睛离桌面距离过小,单片机会启动报警电路提醒;如环境光照过暗会自动报警,提醒用户光照强度不够对视力有影响;用户学习时间大于一定时间,也会有语音提醒注意休息,各种控制动作都是有利于保护用户的视力。在这次设计中将运用到我们所学习的单片机原理、C语言程序、数字电子技术、模拟电子技术，传感器等作为本次研究的理论依据，对多功能视力保护器的理论与硬件设计进行了研究。经过仿真实验，它可以实现对距离检测，光线强度检测，学习时长记录，当检测数据不符合设定数据时，会发出警报提醒使用者的功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题选择的背景及意义 1
1.2视力保护器研究的现状 1
第二章 系统设计方案研究 3
2.1 视力保护器结构的概述 3
2.1.1 功能 3
2.1.2 具体设计 3
2.2 硬件设计 4
2.2.1 主电路的组成 4
2.2.2 单片机的选择 4
2.2.3 光线检测电路 5
2.2.4 超声波测距模块 6
2.2.5 显示模块电路分析 8
2.2.6 蜂鸣器提示电路分析 9
2.2.7定时器提示电路 9
2.2.8其他辅助电路 10
2.3 软件概述 11
第三章 软件设计 13
3.1 工作流程分析 13
3.2 流程图 13
3.3 超声波检测程序 13
3.4 液晶显示程序 15
第四章 视力保护装置的仿真及调试 18
4.1 仿真部分 18
4.2 测试结果及误差分析 19
4.3系统程序的载录及电路的调试 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1本课题选择的背景及意义
据我们从社会调查的情况看，青少年的视力健康问题已经变成了国内外共同关注的焦点。根据调查情报所反映的，我国小学有视力问题的达到26.86%，初中阶段到达54.43%，而在高中有视力问题的竟达到72.7%，大学期间更是达到了78.96%！在调查中值得关注的是，多达一半以上的学生和家长从来没有意识到近视的危害性，从而缺乏如何保护视力健康的科学知识，这就直接导致了有42.7%视力亚健康的学生没有采取任何保护措施，及视力矫正方案。视力健康问题不仅仅对于当代少年的生活和学习造成非常大的损害，还对于当代青少年的心理健康成很大的影响，同时阻碍了青少年的生长发育。拯救近视已经成为保护当代青少年身心健康刻不容缓的重任！
作为一种现代的疾病，近视基本上不可能被治愈的。目前治疗近视的激光切除手术本质上是破坏了人体的自然系统，对身体是种伤害。因此，一百年来人们都使用着戴眼镜的办法来维持人类探索未来的脚步。
读书及写字的姿势不正确，因而视距过近直接导致了近视，中小学则是发生近视的高频阶段，因为学生们大多都不具备自觉意识，老师及家长也不能时刻对孩子进行督促，所以一旦养成了不好的读书写字习惯就很难再改正，长此以往，最终很多的学生都戴上了眼镜。该智能产品将会随时提醒用户读写的正确姿势，脊柱挺直，直到养成好的学习习惯，进而提升学习的效率，保护学生的身体健康。
于是我们进行了对多功能视觉保护装置的研究及设计。通过建立安全的环境及科学的读写方式来规避看书、写字、用电脑、看电视等而导致的近视，采用非医药手段来预防，有效阻挡了因近视而给人体带来的伤害。
1.2视力保护器研究的现状
自从1992年全国预防近视专家小组成立了以后，国内的预防近视技术成果从简单到复杂，单一到多种，科技含量低到高，进行了这一系列演变。在此基础上，科学家们又进行了深一步的研发工作，将上百种产品推向市场并获得好评，带给近视预防工作前景磅礴的生命力。国内有家位于深圳市的华恒电子有限公司，它所生产的坐姿矫正器型号为MS3023。当使用者姿势不正确时，它能够及时的发出语音提示，让使用者能及时改正。还有一家位于新疆乌鲁木齐市的旭之龙科技有限公司生产的坐视宝，也具有类似的功能。
虽然这些个产品都基本满足了矫正坐姿，预防近视的要求，但是从总体看来，国内生产的视力保护装置还是太过单一，没有特点，在人人追求个性化的当代很难有立足空间，不能满足广大消费群体的需求，因而并不是很畅销。
当然国外对于预防近视也有很深的研究，但是他们的研究方向在于引发近视的根本原因。德克萨斯大学西南医学中心的何宇光博士说，经研究表明，经常吃鱼和蔬菜可以有效的保护视力，起到预防近视的作用。由此看来，合理的饮食搭配，营养均衡以及正确的读写习惯，在预防近视的效果上非常显著。
经过我们的研究发现，市场基本上没有真正的多功能视觉保护装置。现有的产品只从保护视力出发，功能比较单一，并不能人性化的从各个角度保护使用者的视力健康。目前在超声技术的市场设计中作为主要的理论基础的视觉保护器，我们对此进行了理论及硬件的研究。
综合实验室现有的平台，我们的目标是完成多功能视觉保护器的硬件设计和开发，并完成相关的硬件。在这项这几种，我们存在以下两个难点（1）视觉保护的改善（2）硬件电路的精确调试。多功能视力保护装置的电路依靠超声波技术，当超声波接受端收到信号后，将其调制并输出，从而实现控制声光提示电路工作。因为现在国内外对于视力保护开始格外重视，对视力保护装置的需求量也相当大，所以刚开始发展的这项产业存在很大的发展空间，国内外很多公司对此进行了深入研究，希望能站有一足之地。相信在不久的将来，视力保护装置会得到质的提升，为广大学生朋友的视力健康保驾护航！
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题选择的背景及意义 1
1.2视力保护器研究的现状 1
第二章 系统设计方案研究 3
2.1 视力保护器结构的概述 3
2.1.1 功能 3
2.1.2 具体设计 3
2.2 硬件设计 4
2.2.1 主电路的组成 4
2.2.2 单片机的选择 4
2.2.3 光线检测电路 5
2.2.4 超声波测距模块 6
2.2.5 显示模块电路分析 8
2.2.6 蜂鸣器提示电路分析 9
2.2.7定时器提示电路 9
2.2.8其他辅助电路 10
2.3 软件概述 11
第三章 软件设计 13
3.1 工作流程分析 13
3.2 流程图 13
3.3 超声波检测程序 13
3.4 液晶显示程序 15
第四章 视力保护装置的仿真及调试 18
4.1 仿真部分 18
4.2 测试结果及误差分析 19
4.3系统程序的载录及电路的调试 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1本课题选择的背景及意义
据我们从社会调查的情况看，青少年的视力健康问题已经变成了国内外共同关注的焦点。根据调查情报所反映的，我国小学有视力问题的达到26.86%，初中阶段到达54.43%，而在高中有视力问题的竟达到72.7%，大学期间更是达到了78.96%！在调查中值得关注的是，多达一半以上的学生和家长从来没有意识到近视的危害性，从而缺乏如何保护视力健康的科学知识，这就直接导致了有42.7%视力亚健康的学生没有采取任何保护措施，及视力矫正方案。视力健康问题不仅仅对于当代少年的生活和学习造成非常大的损害，还对于当代青少年的心理健康成很大的影响，同时阻碍了青少年的生长发育。拯救近视已经成为保护当代青少年身心健康刻不容缓的重任！
作为一种现代的疾病，近视基本上不可能被治愈的。目前治疗近视的激光切除手术本质上是破坏了人体的自然系统，对身体是种伤害。因此，一百年来人们都使用着戴眼镜的办法来维持人类探索未来的脚步。
读书及写字的姿势不正确，因而视距过近直接导致了近视，中小学则是发生近视的高频阶段，因为学生们大多都不具备自觉意识，老师及家长也不能时刻对孩子进行督促，所以一旦养成了不好的读书写字习惯就很难再改正，长此以往，最终很多的学生都戴上了眼镜。该智能产品将会随时提醒用户读写的正确姿势，脊柱挺直，直到养成好的学习习惯，进而提升学习的效率，保护学生的身体健康。
于是我们进行了对多功能视觉保护装置的研究及设计。通过建立安全的环境及科学的读写方式来规避看书、写字、用电脑、看电视等而导致的近视，采用非医药手段来预防，有效阻挡了因近视而给人体带来的伤害。
1.2视力保护器研究的现状
自从1992年全国预防近视专家小组成立了以后，国内的预防近视技术成果从简单到复杂，单一到多种，科技含量低到高，进行了这一系列演变。在此基础上，科学家们又进行了深一步的研发工作，将上百种产品推向市场并获得好评，带给近视预防工作前景磅礴的生命力。国内有家位于深圳市的华恒电子有限公司，它所生产的坐姿矫正器型号为MS3023。当使用者姿势不正确时，它能够及时的发出语音提示，让使用者能及时改正。还有一家位于新疆乌鲁木齐市的旭之龙科技有限公司生产的坐视宝，也具有类似的功能。
虽然这些个产品都基本满足了矫正坐姿，预防近视的要求，但是从总体看来，国内生产的视力保护装置还是太过单一，没有特点，在人人追求个性化的当代很难有立足空间，不能满足广大消费群体的需求，因而并不是很畅销。
当然国外对于预防近视也有很深的研究，但是他们的研究方向在于引发近视的根本原因。德克萨斯大学西南医学中心的何宇光博士说，经研究表明，经常吃鱼和蔬菜可以有效的保护视力，起到预防近视的作用。由此看来，合理的饮食搭配，营养均衡以及正确的读写习惯，在预防近视的效果上非常显著。
经过我们的研究发现，市场基本上没有真正的多功能视觉保护装置。现有的产品只从保护视力出发，功能比较单一，并不能人性化的从各个角度保护使用者的视力健康。目前在超声技术的市场设计中作为主要的理论基础的视觉保护器，我们对此进行了理论及硬件的研究。
综合实验室现有的平台，我们的目标是完成多功能视觉保护器的硬件设计和开发，并完成相关的硬件。在这项这几种，我们存在以下两个难点（1）视觉保护的改善（2）硬件电路的精确调试。多功能视力保护装置的电路依靠超声波技术，当超声波接受端收到信号后，将其调制并输出，从而实现控制声光提示电路工作。因为现在国内外对于视力保护开始格外重视，对视力保护装置的需求量也相当大，所以刚开始发展的这项产业存在很大的发展空间，国内外很多公司对此进行了深入研究，希望能站有一足之地。相信在不久的将来，视力保护装置会得到质的提升，为广大学生朋友的视力健康保驾护航！
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